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論文

Rabi-oscillation spectroscopy of the hyperfine structure of muonium atoms

西村 昇一郎*; 鳥居 寛之*; 深尾 祥紀*; 伊藤 孝; 岩崎 雅彦*; 神田 聡太郎*; 川越 清以*; Kawall, D.*; 河村 成肇*; 黒澤 宣之*; et al.

Physical Review A, 104(2), p.L020801_1 - L020801_6, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Optics)

As a method to determine the resonance frequency, Rabi-oscillation spectroscopy has been developed. In contrast to conventional spectroscopy which draws the resonance curve, Rabi-oscillation spectroscopy fits the time evolution of the Rabi oscillation. By selecting the optimized frequency, it is shown that the precision is twice as good as conventional spectroscopy with a frequency sweep. Furthermore, the data under different conditions can be treated in a unified manner, allowing more efficient measurements for systems consisting of a limited number of short-lived particles produced by accelerators such as muons. We have developed a fitting function that takes into account the spatial distribution of muonium and the spatial distribution of the microwave intensity to apply this method to ground-state muonium hyperfine structure measurements at zero field. It was applied to the actual measurement data, and the resonance frequencies were determined under various conditions. The result of our analysis gives $$nu_{rm HFS}$$ = 4 463 301.61 $$pm$$ 0.71 kHz.

論文

Vortex rectenna powered by environmental fluctuations

Lustikova, J.*; 塩見 雄毅*; 横井 直人*; 壁谷 典幸*; 木村 憲彰*; 家永 紘一郎*; 金子 真一*; 大熊 哲*; 高橋 三郎*; 齊藤 英治

Nature Communications (Internet), 9, p.4922_1 - 4922_6, 2018/11

 被引用回数:13 パーセンタイル:78.13(Multidisciplinary Sciences)

A rectenna, standing for a rectifying antenna, is an apparatus which generates d.c. electricity from electric fluctuations. It is expected to realize wireless power transmission as well as energy harvesting from environmental radio waves. To realize such rectification, devices that are made up of internal atomic asymmetry such as an asymmetric junction have been necessary so far. Here we report a material that spontaneously generates electricity by rectifying environmental fluctuations without using atomic asymmetry. The sample is a common superconductor without lowered crystalline symmetry, but, just by putting it in an asymmetric magnetic environment, it turns into a rectifier and starts generating electricity. Superconducting vortex strings only annihilate and nucleate at surfaces, and this allows the bulk electrons to feel surface fluctuations in an asymmetric environment: a vortex rectenna. The rectification and generation can be switched on and off with only a slight change in temperature or external magnetic fields.

報告書

Irradiation test with silicon ingot for NTD-Si irradiation technology

竹本 紀之; Romanova, N.*; 木村 伸明; Gizatulin, S.*; 斎藤 隆; Martyushov, A.*; Nakipov, D.*; 土谷 邦彦; Chakrov, P.*

JAEA-Technology 2015-021, 32 Pages, 2015/08

JAEA-Technology-2015-021.pdf:3.15MB

日本原子力研究開発機構・照射試験炉センターでは、産業利用拡大の観点からJMTRを活用した中性子核変換ドーピング(Neutron Transmutation Doping: NTD)法によるシリコン半導体製造を検討している。この検討の一環として、カザフスタン共和国核物理研究所(INP)との原子力科学分野における研究開発協力のための実施取決め(試験研究炉に関する原子力技術)のもとで、INPが有するWWR-K炉を用いたシリコンインゴット試料の照射試験を行うこととした。まず、シリコン回転装置を製作してWWR-K炉に設置するとともに、シリコンインゴット試料の照射位置における中性子照射場の評価を行うため、フルエンスモニタを用いた予備照射試験を行った。次に、予備照射試験結果に基づき、2本のシリコンインゴット試料の照射試験を行うとともに、照射後の試料の抵抗率等を測定し、試験研究炉を用いた高品位シリコン半導体製造の商用生産への適用性について評価を行った。

論文

HCM12A Cr-rich oxide layer investigation using 3D atom probe

菊地 賢司*; 岡田 徳行*; 加藤 幹雄*; 内田 博*; 斎藤 滋

Journal of Nuclear Materials, 450(1-3), p.237 - 243, 2014/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:28.59(Materials Science, Multidisciplinary)

加速器駆動未臨界炉(ADS)のビーム入射窓及び構造材料候補材の一つである12Crのフェライト・マルテンサイト鋼(HCM12A)について、3次元アトムプローブ(3DAP)を用いて鉛ビスマス中でHCM12A鋼の表面に形成した酸化物層の構造を調べた。試験材は、三井造船の材料腐食ループにおいて450-500$$^{circ}$$Cの鉛ビスマス中で5,500時間使用された試験片ホルダー部から採取したものである。酸化物層は外側にマグネタイト(Fe$$_{3}$$O$$_{4}$$)層、内側に鉄-クロムのスピネル層((FeCr)$$_{3}$$O$$_{4}$$)の2重構造で、全体の厚さは約18$$mu$$mであった。3DAP用試料はこれらの層の境界から500-700nm離れたスピネル層から製作した。3DAP分析の結果、クロムと酸素濃度が高く、鉄濃度が低い約10nm程度の領域が観測された。クロム高濃度領域の周囲ではシリコンも高濃度であった。スピネル層中の鉛及びビスマス濃度は検出限界以下であった。

論文

Development of microwave ion source for industrial applications

高橋 伸明*; 村田 裕彦*; 三堀 仁志*; 桜庭 順二*; 曽我 知洋*; 青木 康*; 加藤 隆典*; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 池永 訓昭*; et al.

Review of Scientific Instruments, 85(2), p.02C306_1 - 02C306_3, 2014/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:13.22(Instruments & Instrumentation)

Microwave ion source is one of the long-life ion sources, which has been developed for industrial applications such as ion implantation. In this paper, the characteristics of the extracted Ar ion beam from the plasma were studied under various conditions, in terms of magnetic field and pressure of gas. The measured spectra show that, within the experimental condition, most of the beam constituents were singly charged ions, Ar$$^{+}$$ in contrast to ECR ion sources which permits to obtain high current useful for ion implantation. The details of the beam characteristics will be presented corresponding the magnetic field and the pressure of gas.

論文

Research and development on waste management for the Fukushima Daiichi NPS by JAEA

駒 義和; 芦田 敬; 目黒 義弘; 宮本 泰明; 佐々木 紀樹; 山岸 功; 亀尾 裕; 寺田 敦彦; 檜山 敏明; 小山 智造; et al.

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.736 - 743, 2013/09

東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い発生した廃棄物の管理に関して、原子力機構が進めている研究開発の成果を概観する。

論文

A Framework for analysis of abortive colony size distributions using a model of branching processes in irradiated normal human fibroblasts

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 川口 勇生*; 大内 則幸; 原 孝光*; 小林 泰彦; 斎藤 公明

PLOS ONE (Internet), 8(7), p.e70291_1 - e70291_10, 2013/07

 被引用回数:7 パーセンタイル:39.02(Multidisciplinary Sciences)

コロニー形成能の測定は、放射線照射後の細胞の重要な情報を与える。通常、50個以上の細胞からなるコロニーを、増殖可能な細胞からなるコロニーとして生存率を評価してきた。しかし、従来無視されてきた50個に満たない細胞からなるコロニーに関して詳細に調べたところ、サイズ分布が対数-対数グラフで直線にプロットできることがわかった。本研究では、この直線関係について分岐プロセスモデルを導入し、世界で初めて照射後の数世代にわたる細胞増殖死の確率を推定できることを発見した。また、従来、増殖可能なコロニーとして評価されたてきた生存コロニーに、このモデルを拡張応用することにより、生存率曲線を再現することに成功した。この一連の解析により、放射線照射後の細胞の継世代的な影響には、比較的短い数世代に及ぶ増殖死が高まる影響と、それよりも長い世代にわたって継続する増殖死の機構が存在することを明らかにした。本研究による、半世紀以上見過ごされてきたコロニーアッセイの隠れた重要性の指摘と、コロニーアッセイによる継世代影響解析方法の提案は、今後の放射線生物研究の進展に重要な貢献を果たすものと期待される。

報告書

シリコン回転装置の設計,製作及び輸送

木村 伸明; 今泉 友見; 竹本 紀之; 谷本 政隆; 斎藤 隆; 堀 直彦; 土谷 邦彦; Romanova, N. K.*; Gizatulin, S.*; Martyushov, A.*; et al.

JAEA-Technology 2012-012, 34 Pages, 2012/06

JAEA-Technology-2012-012.pdf:12.91MB

原子力機構照射試験炉センターでは、産業利用拡大の観点から材料試験炉(Japan Materials Testing Reactor: JMTR)を活用した中性子核変換ドーピング(Neutron Transmutation Doping: NTD)法によるシリコン半導体製造を検討している。この検討の一環として、カザフスタン共和国国立原子力センター(NNC-RK)と原子力機構との原子力科学分野における研究開発協力のための実施取決め(試験研究炉に関する原子力技術)における特定協力課題のうち、シリコン半導体製造に関する技術(STC No.II-4)のもとで、NNC-RKの核物理研究所(INP)にあるWWR-K炉を用いて、高品位シリコン半導体製造のためのシリコン試料の照射試験を行う。本照射試験の実施に先立ち、シリコン試料の照射試験に必要となるシリコン回転装置を原子力機構で製作し、照射試料とともにINP-NNC-RKに輸送した。本報告書は、シリコン回転装置の設計,製作,性能試験及び輸送手続きについてまとめたものである。

論文

ポリイオンコンプレックスを固定化剤として用いる土壌表層の放射性セシウムの除去; 福島県飯舘村における除染試験の速報

長縄 弘親; 熊沢 紀之*; 斉藤 浩*; 柳瀬 信之; 三田村 久吉; 永野 哲志; 鹿嶋 薫*; 福田 達也*; 吉田 善行; 田中 俊一*

日本原子力学会和文論文誌, 10(4), p.227 - 234, 2011/12

2011年3月15日に発生した東京電力福島第一原子力発電所2号機の水素爆発で放出された放射性物質によって汚染された、福島県相馬郡飯舘村長泥地区のビニールハウス用農地,水田,牧草地,家屋周辺等の土壌の除染を試みた。除染方法は、高分子陽イオンと高分子陰イオンが生成する固体状の高分子イオン複合体(ポリイオンコンプレックス: PIC)を用いて固定化した、土壌の表層部を剥離することを原理とする。2種類のPIC水溶液を用いて異なった特性の土壌を対象に除染試験を実施し、90%以上の高い除染率が得られること、及び同法が除染作業中の土壌の飛散の抑制に効果的であることを明らかにした。

論文

Plunger design and RF leakage measurement of choke stub for JT-60 ICRF heating system

小林 則幸; 木村 晴行; 三枝 幹雄; 藤井 常幸; 池田 佳隆; 斉藤 靖*

Fusion Engineering and Design, 12(4), p.481 - 491, 1990/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:41.12(Nuclear Science & Technology)

JT-60ICRF加熱装置では効率良くアンテナのインピーダンス整合を得るため、高周波入射中にスタブを動かしインピーダンス整合点、すなわち反射電力極小点を検出した後スタブを設定する。このためコンタクトフィンガのような機械的接触は不適当であり、無接触で高周波を短絡できるチョークプランジャを使わねばならない。しかしながらICRFアンテナでの反射が非常に大きく結合系内の定在波電力は約40MWに達することが予測されたため、大電力かつ10秒間の運転に耐えることのできるチョークスタブの開発が必要となった。本論文ではチョークプランジャの設計方法、特に高周波特性の評価方法と実際に製作したチョークプランジャについての測定結果、及び耐電力試験結果とインピーダンス整合性能について報告する。

口頭

Simulation study on biologically significant DNA damages difficult to repair

斎藤 公明; 渡辺 立子; 樋口 真理子; 大内 則幸; 赤松 憲; 木名瀬 栄

no journal, , 

修復困難なDNA損傷に特に注目して、DNA損傷生成過程と修復過程の研究を行ってきた。DNA損傷生成過程については、放射線によるエネルギー付与,ラジカルの生成・拡散と化学反応,DNA損傷の生成までの一連の過程をモンテカルロ法を用いてシミュレーションしている。平成16年度以降は、陽子線からウランイオンまでの任意の粒子線に対するシミュレーションが可能なコードを開発し、このコードを用いてヘリウムイオン,炭素イオン等を対象としたシミュレーションを既に実施し、高LET放射線によるDNA損傷の特徴を明らかにした。DNA修復過程に関しては、分子動力学計算を用いて損傷DNAと修復酵素の相互作用メカニズムの研究を行ってきた。平成16年度以降は、2つの損傷がDNA上に近接して存在するクラスター損傷に注目して研究を進め、クラスター損傷の修復されにくさの要因の一部を明らかにした。

口頭

A Framework for analysis of abortive colony size distributions using a model of branching processes in irradiated normal human fibroblasts

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 川口 勇生*; 大内 則幸; 原 孝光*; 小林 泰彦; 斎藤 公明

no journal, , 

コロニー形成能の測定は、放射線照射後の細胞の重要な情報を与える。通常、50個以上の細胞からなるコロニーを、増殖可能な細胞からなるコロニーとして生存率を評価してきた。しかし、従来無視されてきた50個に満たない細胞からなるコロニーに関して詳細に調べたところ、サイズ分布が対数-対数グラフで直線にプロットできることがわかった。本研究では、この直線関係について分岐プロセスモデルを導入し、世界で初めて照射後の数世代にわたる細胞増殖死の確率を推定できることを発見した。また、従来、増殖可能なコロニーとして評価されたてきた生存コロニーに、このモデルを拡張応用することにより、生存率曲線を再現することに成功した。この一連の解析により、放射線照射後の細胞の継世代的な影響には、比較的短い数世代に及ぶ増殖死が高まる影響と、それよりも長い世代にわたって継続する増殖死の機構が存在することを明らかにした。

口頭

増殖不全コロニーのサイズ分布解析から見えた放射線生物学の新しい視点

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 川口 勇生*; 大内 則幸; 原 孝光*; 小林 泰彦; 斎藤 公明

no journal, , 

コロニー形成試験の結果は、放射線照射後の細胞の増殖能にかかわる重要な情報を与える。本研究は、分岐プロセスモデルを用いて、世界で初めて、増殖不全コロニーのコロニーサイズの頻度分布の直線関係から"照射後数回の分裂に渡る細胞増殖死の確率"を推定した。また、推定した細胞増殖死の分裂毎の確率を用いて、コロニー形成試験を模擬したモンテカルロ・シミュレーションを実施し、コロニーサイズの頻度分布の再現に成功した。さらに、従来、増殖可能なコロニーとして評価されたてきた生存コロニーに対して、このモデルを拡張応用することにより、生存率曲線を再現することにも成功した。この一連の解析により、放射線照射後の細胞に遅延的に発生する増殖死(増殖停止)には、比較的少ない分裂回数の間に増殖死が高まる影響と、それよりも長い分裂回数にわたって継続する遅延的増殖死の機構とが存在することが示唆された。

口頭

増殖不全コロニーのサイズ分布解析から見えた放射線生物学の新しい視点

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 川口 勇生*; 大内 則幸; 原 孝光*; 小林 泰彦; 斎藤 公明

no journal, , 

コロニー形成試験の結果は、放射線照射後の細胞の増殖能にかかわる重要な情報を与える。本研究は、分岐プロセスモデルを用いて、世界で初めて、増殖不全コロニーのコロニーサイズの頻度分布の直線関係から"照射後数回の分裂に渡る細胞増殖死の確率"を推定した。また、推定した細胞増殖死の分裂毎の確率を用いて、コロニー形成試験を模擬したモンテカルロ・シミュレーションを実施し、コロニーサイズの頻度分布の再現に成功した。さらに、従来、増殖可能なコロニーとして評価されたてきた生存コロニーに対して、このモデルを拡張応用することにより、生存率曲線を再現することにも成功した。この一連の解析により、放射線照射後の細胞に遅延的に発生する増殖死(増殖停止)には、比較的少ない分裂回数の間に増殖死が高まる影響と、それよりも長い分裂回数にわたって継続する遅延的増殖死の機構とが存在することが示唆された。

口頭

A Framework for analysis of abortive colony size distributions using a model of branching processes in irradiated normal human fibroblasts

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 川口 勇生*; 大内 則幸; 原 孝光*; 小林 泰彦; 斎藤 公明

no journal, , 

コロニー形成能の測定は、放射線照射後の細胞の重要な情報を与える。通常、50個以上の細胞からなるコロニーを、増殖可能な細胞からなるコロニーとして生存率を評価してきた。しかし、従来無視されてきた50個に満たない細胞からなる増殖不全コロニーに関して詳細に調べたところ、サイズ分布が両対数グラフで直線にプロットできることが分かった。本研究では、増殖不全コロニーの直線関係について分岐プロセスモデルを導入し、世界で初めて照射後の数世代にわたる細胞増殖死の確率を推定した。また、増殖不全コロニーモデルの結果を拡張することにより、従来、増殖可能なコロニーとして評価されたてきた生存コロニーの生存率曲線を再現することにも成功した。この一連の解析により、放射線照射後の細胞の継世代的な影響には、比較的短い数世代に及ぶ影響と、それよりも長い世代にわたって継続する増殖死の機構とが存在することを明らかにした。

口頭

A Framework for understanding the production kinetics of abortive colony size distributions in irradiated normal human fibroblasts

坂下 哲哉; 浜田 信行*; 川口 勇生*; 大内 則幸; 原 孝光*; 小林 泰彦; 斎藤 公明

no journal, , 

コロニー形成能の測定は、放射線照射後の細胞の重要な情報を与える。通常、50個以上の細胞からなるコロニーを、増殖可能な細胞からなるコロニーとして生存率を評価してきた。しかし、従来無視されてきた50個に満たない細胞からなる増殖不全コロニーに関して詳細に調べたところ、サイズ分布が両対数グラフで直線にプロットできることが分かった。本研究では、増殖不全コロニーの直線関係について分岐プロセスモデルを導入し、世界で初めて照射後の数世代にわたる細胞増殖死の確率を推定した。また、増殖不全コロニーモデルの結果を拡張することにより、従来、増殖可能なコロニーとして評価されたてきた生存コロニーの生存率曲線を再現することにも成功した。この一連の解析により、放射線照射後の細胞の継世代的な影響には、比較的短い数世代に及ぶ影響と、それよりも長い世代にわたって継続する増殖死の機構とが存在することを明らかにした。

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