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山本 啓介; 中川 拓哉; 下条 裕人; 木島 惇; 三浦 大矢; 小野瀬 芳彦*; 難波 浩司*; 内田 広明*; 坂本 和彦*; 小野 千佳*; et al.
JAEA-Technology 2024-019, 211 Pages, 2025/02
JAEA-Technology-2024-019.pdf:35.35MB
日本原子力研究開発機構(以下、「JAEA」という。)核燃料サイクル工学研究所旧ウラン濃縮施設は、遠心分離法によるウラン濃縮技術を確立させるための技術開発を本格的に行う目的で建設された施設であり、単機遠心分離機の開発、遠心機材料の開発及び遠心機によるウラン濃縮処理を主に実施したG棟及びG棟に付属するH棟、遠心分離機の小規模カスケード試験を行っていたJ棟、遠心分離機の寿命試験を行っていたL棟、その他ウラン貯蔵施設、廃棄物保管施設、廃水処理施設など複数の施設で構成されていた。これらの施設におけるウラン濃縮技術開発は、開発技術の日本原燃(株)のウラン濃縮工場及びウラン濃縮技術開発センターへの技術移転が完了し、JAEAにおける技術開発の当初の目的が達成されたため、平成13年に終了した。廃水処理室は、昭和51年に建設され、旧ウラン濃縮施設で発生した放射性廃水の処理を行ってきたが、平成20年度に廃水処理室以外の施設に廃水処理設備が整備されて以降は、施設のバックアップ的な位置づけとして維持管理されてきた。さらに、昨今においては、他の施設における廃水処理の実績等からバックアップとしての必要性が無くなり、施設も建設後約48年が経過し、老朽化も進んでいたことから、施設中長期計画に基づき同施設を廃止措置することになり、令和3年11月から令和5年8月に内装設備の解体撤去を行った。本報告は令和5年9月から令和6年3月に行った管理区域解除のための放射線測定に係る実積と関連する知見をまとめたものである。
小山 真一; 池内 宏知; 三次 岳志; 前田 宏治; 佐々木 新治; 大西 貴士; Tsai, T.-H.; 高野 公秀; 深谷 洋行; 中村 聡志; et al.
廃炉・汚染水・処理水対策事業事務局ホームページ(インターネット), 216 Pages, 2023/11
令和3年度及び4年度に原子力機構が補助事業者となって実施した令和3年度開始「廃炉・汚染水対策事業費補助金に係る補助事業(燃料デブリの性状把握のための分析・推定技術の開発(燃料デブリの分析精度向上、熱挙動の推定及び簡易分析のための技術開発))」の成果概要を最終報告として取りまとめた。本報告資料は、廃炉・汚染水・処理水対策事業事務局ウェブサイトにて公開される。
佐藤 大樹; 中山 浩成; 古田 琢哉; 吉廣 保*; 坂本 健作
PLOS ONE (Internet), 16(1), p.e0245932_1 - e0245932_26, 2021/01
被引用回数：2 パーセンタイル：20.79(Multidisciplinary Sciences)本研究では、大気および土壌に不均一に分布する放射性核種からのガンマ線による外部被ばく線量評価のための計算モデルSIBYLを開発した。SIBYLは、原子力機構が開発した局所域大気拡散モデルLOHDIM-LESに接続し、LOHDIM-LESが予測した放射性核種の分布に従い地表面での線量率分布を計算できる。原子力緊急時における利用で要求される計算速度と精度を実現するため、汎用放射線輸送計算コードPHITSを用いて膨大な計算資源を要する3次元放射線輸送計算を予め行い、その結果を線量計算に利用するデータベースとして整備した。また、SIBYLは、ビル等の障害物による減衰や地表面の標高変化を考慮した線量評価ができるという特長がある。そこで、排気塔からの
Krの大気放出および都市部での
Csの拡散を想定した5ケースに対して、SIBYLで地表面の線量率分布を計算し、その結果をPHITSによる線量率分布の評価結果と比較して、SIBYLの信頼性と性能を検証した。その結果、評価地域の大部分で両者の評価結果は10%以内で一致し、かつSYBILはPHITSに対して約100倍以上高速に線量を評価し、緊急時にも適用可能であることを確認した。
adsorption 
lattice defect sites of Prussian blue filled with coordination and crystallization water molecules石崎 学*; 秋葉 沙依*; 大谷 麻子*; 星 祐二*; 小野 健太*; 松葉 茉優*; 富樫 貴成*; 金井塚 勝彦*; 坂本 政臣*; 高橋 顕*; et al.
Dalton Transactions, 42(45), p.16049 - 16055, 2013/12
被引用回数：195 パーセンタイル：99.56(Chemistry, Inorganic & Nuclear)福島第一原子力発電所の事故を受けて、プルシアンブルー(PB)をベースにした高性能セシウム(Cs)吸着剤を開発するために、PBへのCsイオンの吸着の基本メカニズムを明らかにした。Csイオン吸着能に関して2種類のPBナノ粒子を比較したところ、4Fe
と3[Fe
(CN)
]
から合成された典型的なPB-1では、市販のPB-2よりも効率的に吸着することを明らかにした。この違いが、PB上に形成される欠陥の数で決まることを突き止めることができた。
坂本 文徳; 南川 卓也; 大貫 敏彦; 藤井 力*; 家藤 治幸*
Geomicrobiology Journal, 29(5), p.470 - 476, 2012/05
被引用回数：6 パーセンタイル：16.39(Environmental Sciences)酵母の非必須遺伝子破壊株4908株からウラン感受性株とウラン低濃集株をウラン含有寒天培地で培養させてスクリーニングした。すべての株を、ウラン無添加もしくは0.5mMのウランを含む寒天培地で30
C、1週間培養した。0.5mMウラン含有寒天培地では1遺伝子破壊株13株で生育が悪くなり、ウラン感受性株と同定された。PHO86とPHO84, PHO2, PHO87というリン酸トランスポーター遺伝子がウラン感受性株の破壊遺伝子に含まれており、ウラン耐性にはリン酸輸送に関与する遺伝子が寄与していることが示唆された。0.5mMウラン含有寒天培地において1遺伝子破壊株17株はウラン濃集が親株よりも低くなり、ウラン低濃集株と同定された。これらの株の破壊遺伝子には、細胞膜タンパク質,リン脂質結合タンパク質,細胞壁タンパク質が含まれており、ウラン蓄積に細胞表層のタンパク質が寄与していることが示唆された。
坂本 健作; 清水 大志; 鶴岡 卓哉*; 根本 俊行*; 石川 直太*
JAEA-Testing 2011-005, 88 Pages, 2011/11
JAEA-Testing-2011-005.pdf:5.16MB
日本原子力研究開発機構では、計算科学を活用した原子力の研究開発を加速するため、平成22年3月に旧システム(総理論演算性能15.3Tflops)を刷新し、国内最大規模となる総理論演算性能200Tflopsの大規模Linuxクラスタシステム(PRIMERGY BX900)と、総理論演算性能12Tflopsの次世代計算機プロトタイプ機(FX1)等からなるスーパーコンピュータシステム一式を導入、これらの運用を開始した。BX900は旺盛な計算需要に応えること、FX1は次世代スーパーコンピュータ(京コンピュータ)の利用に向けた原子力アプリケーションのチューニング環境を提供することを目的としている。本稿では、このスーパーコンピュータシステムの基本性能の評価結果について報告する。
森田 貴己*; 丹羽 健太郎*; 藤本 賢*; 葛西 広海*; 山田 東也*; 西内 耕*; 坂本 竜哉*; 牛堂 和一郎*; 田井野 清也*; 林 芳弘*; et al.
Science of the Total Environment, 408(16), p.3443 - 3447, 2010/06
被引用回数：17 パーセンタイル：37.12(Environmental Sciences)日本沿岸域で採取した褐藻からヨウ素-131(
I)が検出された。褐藻は高い濃縮係数によって放射性核種を体内に蓄積することから、放射性ヨウ素の生物指標として広く使われている。測定された褐藻に含まれるIの比放射能の最大値は0.37
0.010Bq/kg-wetであった。本研究で採取したすべての褐藻からセシウム-137(Cs)も検出された。これらの海藻におけるIとCsの比放射能には相関はなかった。Csの比放射能は0.00340.00075から0.0900.014Bq/kg-wetの範囲であった。褐藻中Csの低い比放射能と変動幅の少ない濃度から、Csのソースが過去の核実験であることを示唆している。原子力発電所や核燃料再処理施設はIの汚染源であることは知られているが、Iが検出された海域と核関連施設が立地する地域との関連はなかった。Iが検出されたほとんどの海域は多くの人口を抱える大都市近傍であった。Iは医療の放射線診断や治療にしばしば用いられる。本研究結果から、著者らは褐藻から検出されたIのソースは、原子力発電施設起因ではなく、放射線治療行為によるものであると考えている。
大貫 敏彦; 香西 直文; 坂本 文徳; 尾崎 卓郎; 南川 卓也; 鈴木 義規; Francis, A. J.*
Geomicrobiology Journal, 27(3), p.225 - 230, 2010/04
被引用回数：18 パーセンタイル：20.17(Environmental Sciences)重元素と微生物との相互作用の機構解明研究で得られた以下の成果を紹介する。(1)Pu(IV), Th(IV), Eu(III)-DFO錯体の微生物への吸着,(2)Eu(III)-リンゴ酸錯体の微生物による分解。
大貫 敏彦; 吉田 崇宏*; 尾崎 卓郎; 香西 直文; 坂本 文徳; 南川 卓也; 鈴木 義規; Francis, A. J.*
Journal of Nuclear Science and Technology, 46(1), p.55 - 59, 2009/01
被引用回数：9 パーセンタイル：48.00(Nuclear Science & Technology)モデル解析により、Pu(VI)の微生物と粘土鉱物との混合物への濃集過程におけるPu(IV)の還元挙動を検討した。モデル解析と実験結果を比較した結果、Pu(VI)は微生物細胞表面で電子を受け取りPu(IV)に還元されると仮定した場合に両者に良い一致が見られた。一方、Pu(V)の不均化反応を仮定した場合にはモデルによる予測は実験結果と異なった。これらの結果から、Pu(VI)のPu(IV)への還元には微生物が関与することがわかった。
大貫 敏彦; 尾崎 卓郎; 香西 直文; 南川 卓也; 坂本 文徳; 酒井 卓郎; 鈴木 義規; Francis, A. J.*
Chemical Geology, 253(1-2), p.23 - 29, 2008/07
被引用回数：32 パーセンタイル：57.54(Geochemistry & Geophysics)Mn酸化細菌によるMn(II)酸化過程におけるCe(III)の化学状態変化を微生物培養実験及びSEM, PIXE, XANES解析により検討した。その結果、Ce(III)は微生物細胞表面では酸化されず、Mn(II)が酸化されて生じたMn酸化物中でCe(IV)に酸化されることが明らかになった。
in response to uranium exposure坂本 文徳; 南川 卓也; 香西 直文; 藤井 力*; 家藤 治幸*; Francis, A. J.; 大貫 敏彦
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 8(2), p.133 - 136, 2007/10
U(VI)と
U(VI)を含む培地で培養したの発現タンパク質を二次元電気泳動で分析した。
BY4743株を5.0 
10
M濃度のU又は2.5 10
(2.0 10M濃度のUより350倍放射能が強い)と5.0 10M濃度のUを含む培地で、30Cで112時間培養した上記培地での酵母の生育度はコントロール
2.5 10M U 2.0 10M U 5.0 10M U 5.0 10M Uの順であった。この結果は、ウランの放射線効果だけでなく化学的効果が酵母の生育に影響していることを示唆している。培地溶液中のU又はUの濃度が減少していることからウランが酵母細胞に濃集していることを示している。U又はUに暴露させた酵母タンパク質の二次元電気泳動解析では、ウランが存在しないコントロールでは見られないスポットが確認された。この結果は、ウラン存在下の酵母が特異的なタンパク質を発現していることを示している。
大貫 敏彦; 吉田 崇宏*; 尾崎 卓郎; 香西 直文; 坂本 文徳; 南川 卓也; 鈴木 義規*; Francis, A. J.
Environmental Science & Technology, 41(9), p.3134 - 3139, 2007/05
被引用回数：34 パーセンタイル：57.33(Engineering, Environmental)Pu(VI)の微生物、カオリナイト及びそれらの混合物への吸着をバッチ実験により検討した。Puの吸着量は時間とともに増加した。酸化数を測定した結果、Pu(VI)は微生物へ及び混合物との接触により溶液中ではVに、吸着したPuはIVに還元した。一方、カオリナイトとの接触ではPu(VI)のままであった。試薬溶液による脱離実験及び電子顕微鏡による分析からPuは混合物中の微生物に選択的に吸着したことがわかった。以上の結果から、Pu(VI)が微生物による還元により、混合物中で微生物に選択的に濃集したことを明らかとなった。
湊 和生; 赤堀 光雄; 坪井 孝志; 黒羽根 史朗; 林 博和; 高野 公秀; 音部 治幹; 三角 昌弘*; 阪本 琢哉*; 加藤 功*; et al.
JAERI-Tech 2005-059, 61 Pages, 2005/09
JAERI-Tech-2005-059.pdf:20.67MB
乾式再処理プロセス及び酸化物燃料における超ウラン元素(TRU)の挙動に関する各種基礎データを取得するための実験設備として、燃料サイクル安全工学研究施設(NUCEF)のバックエンド研究施設(BECKY)内に、TRU高温化学モジュール(TRU-HITEC)を設置した。本設備は、鉄及びポリエチレンで遮へいされた3基の
/
セルと含鉛アクリルで遮へいされた1基のグローブボックス、並びに内装された試験装置等から構成されており、セル及びグローブボックス内は高純度アルゴンガス雰囲気に維持されている。10グラムの
Amを使用可能なほか、TRUのNp, Pu及びCmを取り扱うことができる。本報告書は、TRU高温化学モジュールの概要,設備の構造及び性能,設備性能試験,内装試験装置、並びに試験装置の性能試験についてまとめたものであり、原研と東京電力(株),東北電力(株)及び日本原子力発電(株)との共同研究の成果である。
大貫 敏彦; 吉田 崇宏*; 南川 卓也; 尾崎 卓郎; 香西 直文; 坂本 文徳; 鈴木 義規*; Francis, A. J.*
Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 6(1), p.65 - 67, 2005/07
元素の酸化数の変化を測定するため、連続流入方式を採用したXANESその場測定システムを確立した。Ce(III)溶液のDFO溶液との混合によるCe(IV)への酸化過程をシステムにより測定した結果、XANESスペクトルにおいて接触時間の経過とともにCe(IV)のピーク強度の増加を確認できた。測定時間を増した際の酸化状態の安定性及びスペクトルの変動について検討した。
大貫 敏彦; 吉田 崇宏*; 尾崎 卓郎; 坂本 文徳; 香西 直文; 南川 卓也; 鈴木 義規; Francis, A. J.
no journal, ,
Pu(IV)の微生物への吸着及び還元,U(VI)の微生物による鉱物化についての成果を紹介する。Pu(IV)-DFO錯体の吸着では配位子交換が主であった。Pu(IV)の一部は硫酸還元菌によりPu(III)に還元した。一方、U(VI)は酵母細胞へ吸着され、一部がウラニルリン酸塩鉱物化した。溶液の化学状態はウラニル鉱物の生成について不飽和であった。鉱物化は細胞表面に吸着したU(VI)と細胞内から漏出したPが反応して、溶液中の化学条件が不飽和にもかかわらず、進行したと考えられた。
exposed by uranium(VI)坂本 文徳; 南川 卓也; 大貫 敏彦; Francis, A. J.
no journal, ,
酵母は6価ウランを濃集することが知られている。これは、酵母がウラン鉱山廃液,核施設の放射性廃棄物からのウランの回収に利用できることを示唆している。酵母による生物吸着の有力な過程として、細胞表面への吸着,細胞外濃集、そして細胞内濃集が報告されている。これは、幾つかのタンパク質が生物吸着の重要な役割を担っていることを示唆している。そこで、われわれは6価ウラン存在下で酵母に発現するタンパク質を二次元電気泳動で解析した。ウランの濃度が上がるにつれ、数種類のタンパク質は発現量が増えてきた。それらのタンパク質はTPI1(トリオースホスフェートイソメラーゼ)とSOD1(スーパーオキシドディスムターゼ)であった。TPI1は解糖系に関連する酵素であり、グリセルアルデヒド3-リン酸とジヒドロキシアセトンリン酸の内部変換を触媒する。SOD1はスーパーオキシドを酸素と過酸化水素に不均化する触媒作用を持つ。異なる種類の酵母を用いた実験結果でも、同様に解糖系に関係する酵素とSODが発現することを確かめている。これらの結果から、酵母によるウラン濃集にはSODと解糖系に属する酵素が関係していると考えられる。
香西 直文; 鈴木 義規; 南川 卓也; 坂本 文徳; 大貫 敏彦; Francis, A. J.
no journal, ,
タンパク質は、微生物細胞表面においてウランと結合する生体分子の一つである。タンパク質へのウラン吸着機構を解明するために、本研究では官能基を修飾させた微小なシリカ粒子を用いて、ウラン(IV)の吸着挙動を検討した。pH4以下の酸性溶液中で支配的な化学種であるウラニルイオンは、官能基を修飾させないシリカ粒子へは全く吸着しないが、リン酸基及びアミノ基で修飾した粒子にはよく吸着した。酸解離定数の異なるアミノ基に対するウラニルイオンの錯形成定数とアミノ基の酸解離定数の間には良い直線関係が成立することを見いだした。
香西 直文; 鈴木 義規; 南川 卓也; 坂本 文徳; 大貫 敏彦; Francis, A. J.
no journal, ,
タンパク質へのウランの吸着機構を解明するために、本研究では、官能基を修飾させたシリカ粒子へのウラン(VI)の吸着挙動を検討した。これは、タンパク質の主たる吸着サイトが官能基であると考えられているためである。実験した各試料に対して、ウラニルイオンの吸着端が異なるpH範囲で観察された。リン酸基に対してはpH2.5以下、アミノ基ではpH2.5から3.5の範囲であった。これらのpH範囲より高いpHでは、ほぼすべてのウラニルイオンが吸着した。タンパク質中にはアミノ基は豊富に含まれるので、アミノ基はタンパク質の重要なウラン吸着サイトとなる可能性が示唆される。アミノ基修飾試料におけるpH3.5以下における吸着の低下は、水溶液中のヒドロニウムイオンの増加、すなわちアミノ基のプロトン化が進行することによるものと考えられる。
大貫 敏彦; 香西 直文; 坂本 文徳; 尾崎 卓郎; 南川 卓也; 鈴木 義規; Francis, A. J.*
no journal, ,
アクチノイドと微生物及び有機物との相互作用について検討する実験を行った。有機物としてリンゴ酸をアクチノイドの代替としてEuを用いた結果、Eu存在下でのリンゴ酸の分解は阻害されたが最終的にはすべてのリンゴ酸が分解された。代謝生成物であるピルビン酸とEuが錯形成することをESI-MS分析により明らかにした。
浦口 晋平*; 神谷 岳洋*; 坂本 卓也*; 笠井 光治*; 佐藤 豊*; 長村 吉晃*; 石川 覚*; 鈴井 伸郎; 藤巻 秀; 藤原 徹*
no journal, ,
Cadmium (Cd) is one of the toxic environmental contaminants known to harm human health. Cd in rice grains is the major source of Cd intake in Japanese people. Precedent studies showed the importance of nodes in xylem to phloem Cd transfer and that of phloem Cd transport in grain Cd accumulation. Identification of Cd transporting molecules in rice will enable to reduce Cd accumulation in grains. However, no Cd transporter responsible for phloem Cd transport has been revealed so far. In the present study, we identified a novel rice transporter OsLCT1. This transporter had a efflux activity of Cd and some other cations. Subcelluler localization analysis suggested that OsLCT1 was localized to plasma membrane. Expression profile analysis demonstrated that OsLCT1 was strongly expressed in leaf blades and nodes at the reproductive stages. We generated the RNAi-mediated OsLCT1 knockdown rice plants and these plants accumulated approximately a half of Cd in the grains compared to control plants. The growth of knock-down plants was comparable to that of control plants. The present study first identified the transporter expressed at nodes responsible for rice grain Cd accumulation.
