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論文

Examination of analytical method of rare earth elements in used nuclear fuel

小澤 麻由美; 深谷 洋行; 佐藤 真人; 蒲原 佳子*; 須山 賢也; 外池 幸太郎; 大木 恵一; 梅田 幹

Proceedings of 53rd Annual Meeting of Hot Laboratories and Remote Handling Working Group (HOTLAB 2016) (Internet), 9 Pages, 2016/11

For criticality safety of used nuclear fuel, it is necessary to determine amounts of such rare earth elements as gadolinium(Gd), samarium(Sm), europium(Eu) since those rare earth elements involve the isotopes having particularly large neutron absorption cross sections. However, it is difficult to measure those isotopes simultaneously by mass spectrometry because some of them have same mass numbers. Thus fine chemical separation of those rare earth elements is indispensable for accurate determination prior to measurement. The conventional separation method with anion exchange resin has been utilized in JAEA mainly for the separation of uranium and plutonium. Therefore rare earth elements such as Gd, Sm and Eu except Nd are wasted without being separated in the conventional method. The authors have examined to improve the conventional method in order to separate those rare earth elements mutually.

論文

Development of a prototype GEM TPC with a gating grid for an H-dibaryon search experiment at J-PARC

佐甲 博之; 杉村 仁志; Ahn, J. K.*; Han, Y.*; 長谷川 勝一; Hwang, S. H.*; 市川 裕大; 今井 憲一; 木内 隆太*; 小沢 恭一郎; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 763, p.65 - 81, 2014/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:61.51(Instruments & Instrumentation)

J-PARCのHダイバリオン探索実験のためGEMとゲーティンググリッドを使用したTPC試験器を開発した。性能評価のため、実験室試験とビーム試験を、Ar-CH$$_{4}$$とAr-CF$$_{4}$$にて行った。検出効率は5$$times$$10$$^{5}$$ cps/cm$$^{2}$$までのビームレートにおいて98%、3$$times$$10$$^{6}$$ cps/cm$$^{2}$$のレートにおいて90%であった。ドリフト長5-20cmにおける水平位置分解能測定値0.19-0.49mmに基づき、本実験の磁場1Tにおける位置分解能は0.3mm以下と見積った。ゲインが1.6$$times$$10$$^{4}$$の時、イオンバックフローの割合は5%と測定され、さらにGEMの電圧調整により3%まで抑えられた。ビームレート5$$times$$10$$^{5}$$cps/cm$$^{2}$$においてゲート使用時のバックフロー2.7$$times$$10$$^{8}$$s$$^{-1}$$cm$$^{-1}$$による位置歪みは$$pm$$0.2mm以下になった。一方、ゲート開の場合のバックフロー1.3$$times$$10$$^{9}$$s$$^{-1}$$cm$$^{-1}$$に対応する位置歪みは$$pm$$2mmであった。本実験における位置歪みは要求値の$$pm$$1mmよりも小さい0.3$$pm$$0.2mmと評価された。本実験における荷電粒子のエネルギーロスより平均30倍高い環境下で本実験と同程度の期間、GEMを連続動作させることができた。

論文

Development of a GEM-TPC for H-dibaryon search experiment at J-PARC

佐甲 博之; Ahn, J. K.*; Baek, K. H.*; Bassalleck, B.*; Fujioka, H.*; Guo, L.*; 長谷川 勝一; Hicks, K.*; Honda, R.*; Hwang, S. H.*; et al.

Journal of Instrumentation (Internet), 9(4), p.C04009_1 - C04009_10, 2014/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:73.68(Instruments & Instrumentation)

($$K^+$$,$$K^-$$)反応によるHダイバリオン探索実験(J-PARC E42)のためのTPCの開発を行っている。TPCにおいてHが2個の$$pi^{-}$$と2個の$$p$$に崩壊する事象を測定する。TPCのドリフト体積は50cm直径、55cmドリフト長を持つ8角柱構造をしておりAr-CH$$_4$$ガスを使用する。増幅部には3層のGEMを使用する。荷電粒子の運動量測定のためTPCにはドリフト電場と平行に鉛直方向の1Tの双極磁場を超伝導ヘルムホルツ型磁石によりかける。H崩壊のアクセプタンスを最大にするためダイアモンド標的がTPC内部の筒状の穴に設置される。さらに、超高レートの$$K^-$$ビームをTPCに直接照射するため陽イオンフィードバックを極力抑制必要がある。このためTPCにGEMとgating gridを採用した。

論文

Enhanced charge collection by single ion strike in AlGaN/GaN HEMTs

小野田 忍; 蓮池 篤*; 鍋島 佳明*; 佐々木 肇*; 矢嶋 孝太郎*; 佐藤 真一郎; 大島 武

IEEE Transactions on Nuclear Science, 60(6), p.4446 - 4450, 2013/12

 被引用回数:17 パーセンタイル:9.29(Engineering, Electrical & Electronic)

窒化ガリウムの高電子移動度トランジスタ(GaN HEMT)は、宇宙用の高周波デバイス(固体素子増幅器: SSPA)としての応用が期待されているが、その照射効果については明らかになっていない。今回、単一重イオン(18MeV Ni)入射による過渡電流を観測し、その電荷収集量について調べた。その結果、オフ状態(ゲートバイアス-10V)においてはバイポーラ効果に起因する過剰電荷収集が観測され、ピンチオフ状態(同-2.5V)及びオン状態(同-10V)においては、バイポーラ効果に加えてバックチャンネル効果に起因する過剰電荷収集が数ナノ秒という長時間にわたって観測されることが判明した。このような過剰電荷収集と放射線損傷との関係を調べた結果、放射線損傷による電気特性の劣化が過剰電荷収集を抑える働きがあることが明らかとなった。

論文

Search for the $$Theta^{+}$$ pentaquark via the $$pi^-prightarrow K^-X$$ reaction at 1.92 GeV/$$c$$

白鳥 昂太郎; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 他64名*

Physical Review Letters, 109(13), p.132002_1 - 132002_5, 2012/09

J-PARCにおいて$$Theta^+$$ペンタクォークの探索実験を1.4MeV/$$c^2$$の高分解能の$$pi^-prightarrow K^-X$$を用いて行った。1.92GeV/$$c$$$$pi$$中間子ビームを液体水素標的に照射し生成を試みた。しかしながら、ミッシングマススペクトルに明瞭なピーク構造を観測することはできなかった。質量領域1.51-1.55GeV/$$c^2$$にて、微分生成断面積の上限値を$$K$$の散乱角度2$$^{circ}$$から15$$^{circ}$$の範囲で求め0.26$$mu$$b/srを得た。この生成断面積の上限値から$$Theta^+$$の幅の上限値をeffective Lagrangianによる理論計算を用いて求め、スピンパリティに応じ、0.72MeV/$$c^2(1/2^+)$$と3.1MeV/$$c^2(1/2^-)$$を得た。

論文

Search for the $$Theta^+$$ pentaquark via $$pi^-p rightarrow K^-X$$ reaction at 1.92 GeV/$$c$$

白鳥 昴太郎*; 今井 憲一; 佐甲 博之; 佐藤 進; 杉村 仁志; 市川 裕大; 谷田 聖; et al.*

Physical Review Letters, 109(13), p.132002_1 - 132002_5, 2012/09

 被引用回数:26 パーセンタイル:17.18(Physics, Multidisciplinary)

J-PARCの$$pi$$中間子ビームを使って、1.92GeVの$$pi^-prightarrow K^- X$$反応をこれまでにない1.4MeV(FWHM)という高分解能で測定しペンタクォーク$$Theta^+$$を探索した。報告されている$$Theta^+$$の質量領域にはピーク構造は見つからなかった。得られたデータからペンタクォークの生成断面積の上限値として0.26$$mu$$b/srを得た。

論文

湿式分級洗浄及び天然鉱物等による農地土壌等に含まれる放射性セシウム除去方法の実践的検討

伊藤 健一*; 宮原 英隆*; 氏家 亨*; 武島 俊達*; 横山 信吾*; 中田 弘太郎*; 永野 哲志; 佐藤 努*; 八田 珠郎*; 山田 裕久*

日本原子力学会和文論文誌, 11(4), p.255 - 271, 2012/04

放射性セシウムで汚染された土壌の減容化を検討するために、福島県飯舘村の農地土壌やグラウンド土壌に対し土壌分級洗浄実験を行った。その結果、水田,畑の土壌については分級洗浄により放射性セシウムの7, 8割を0.075mm以下の濁水として回収できること、また、グラウンドの砂質土壌については粗粒画分にも有意な量が分布しているが、分級洗浄の前に分散,振動,研磨などの処理を行うことにより、放射性セシウムをより細かい画分より回収できることを明らかにした。

論文

Identified charged hadron production in $$p + p$$ collisions at $$sqrt{s}$$ = 200 and 62.4 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Armendariz, R.*; et al.

Physical Review C, 83(6), p.064903_1 - 064903_29, 2011/06

 被引用回数:114 パーセンタイル:0.77(Physics, Nuclear)

200GeVと62.4GeVでの陽子陽子の中心衝突からの$$pi, K, p$$の横運動量分布及び収量をRHICのPHENIX実験によって測定した。それぞれエネルギーでの逆スロープパラメーター、平均横運動量及び単位rapidityあたりの収量を求め、異なるエネルギーでの他の測定結果と比較する。また$$m_T$$$$x_T$$スケーリングのようなスケーリングについて示して陽子陽子衝突における粒子生成メカニズムについて議論する。さらに測定したスペクトルを二次の摂動QCDの計算と比較する。

論文

Azimuthal correlations of electrons from heavy-flavor decay with hadrons in $$p+p$$ and Au+Au collisions at $$sqrt{s_{NN}}$$ = 200 GeV

Adare, A.*; Afanasiev, S.*; Aidala, C.*; Ajitanand, N. N.*; 秋葉 康之*; Al-Bataineh, H.*; Alexander, J.*; 青木 和也*; Aphecetche, L.*; Aramaki, Y.*; et al.

Physical Review C, 83(4), p.044912_1 - 044912_16, 2011/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:46.07(Physics, Nuclear)

重いフレーバーのメソンの崩壊からの電子の測定は、このメソンの収量が金金衝突では陽子陽子に比べて抑制されていることを示している。われわれはこの研究をさらに進めて二つの粒子の相関、つまり重いフレーバーメソンの崩壊からの電子と、もう一つの重いフレーバーメソンあるいはジェットの破片からの荷電ハドロン、の相関を調べた。この測定は重いクォークとクォークグルオン物質の相互作用についてのより詳しい情報を与えるものである。われわれは特に金金衝突では陽子陽子に比べて反対側のジェットの形と収量が変化していることを見いだした。

論文

Analysis of mutation induced by ion beams and $$gamma$$-rays in vacuum-dried conidia of ${it Aspergillus oryzae}$

伊藤 考太郎*; 半谷 吉識*; 佐藤 勝也; 鳴海 一成

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 81, 2011/01

本研究では、真空乾燥させた分生子にイオンビーム及び$$gamma$$線を照射し、変異誘発の効果を調べた。真空乾燥分生子は、300Gy以上において、$$gamma$$線よりもイオンビームに対して高感受性を示した。イオンビーム照射では、20株の5-フルオロオロチン酸(5FOA)耐性かつウラシル要求性変異株が取得できたのに対し、$$gamma$$線照射では、変異株を取得することができなかった。5FOA耐性かつウラシル要求性の原因因子として、${it pyrG}$及び${it pyrF}$遺伝子変異が知られている。得られた変異株について、それぞれの遺伝子をPCR増幅させた結果、20株中、${it pyrG}$, ${it pyrF}$遺伝子のみ、あるいは両遺伝子がともに増幅されない株が、それぞれ3, 5及び5株あった。残りの7株のうち、5株は欠失変異、1株は1塩基置換による変異、残りの1株は1塩基挿入変異であった。真空乾燥条件下で照射することにより、間接効果を低減させ、イオンビームの直接効果の影響が大きくなり、大規模な変異が起こったものと考えられた。

論文

500-kV光陰極電子源に関する真空特性の評価

山本 将博*; 内山 隆司*; 宮島 司*; 本田 洋介*; 佐藤 康太郎*; 松葉 俊哉*; 斉藤 義男*; 小林 正則*; 栗巣 普揮*; 羽島 良一; et al.

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.717 - 720, 2010/08

われわれは、高エネルギー加速器研究機構,原子力機構,広島大学,名古屋大学,山口大学の共同研究で超低エミッタンス,大電流ビームを供給できる500-kV光陰極DC電子銃を開発している。そのために、この電子銃のチャンバは極高真空に保たれる必要があるので、チタン製のチャンバと新しいセラミック材料を採用している。この真空チャンバのガス放出速度計測結果について報告する。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

Mutation breeding of ${it Zygosaccharomyces rouxii}$ induced by ion beams

伊藤 考太郎*; 半谷 吉識*; 佐藤 勝也; 長谷 純宏; 鳴海 一成

JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 83, 2009/12

しょうゆの香気成分の生成には、酵母代謝がかかわることが多く、古くからしょうゆの香りの改変を目指した酵母育種が行われている。しかし、しょうゆ酵母は、経験的に麹菌以上に変異株が取得しにくいと言われている。そこで、イオンビーム照射によるしょうゆ酵母変異株の取得を開始した。今期は、しょうゆ酵母${it Zygosaccharomyces rouxii}$ IFO1876株に炭素イオンビームを照射し、生存率及び変異率を求めるとともに、形質転換系の宿主となりえる栄養要求性変異株の取得を目指した。その結果、${it Z. rouxii}$は、麹菌と同様の生存曲線を示した。また、照射した菌体から栄養要求性変異株を選抜した結果、49株取得できた。線量別では150Gy照射区で最も多くの変異株を取得できた。各変異株の栄養要求性を調べた結果、49株中47株がアデニン要求性を示した。現在、変異箇所の特定を進めている。

論文

KEKにおけるERL放射光源用500kV電子銃の開発計画

山本 将博*; 本田 洋介*; 宮島 司*; 内山 隆司*; 小林 正則*; 武藤 俊哉*; 松葉 俊哉*; 坂中 章悟*; 佐藤 康太郎*; 斉藤 義男*; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.860 - 862, 2009/08

ERL実証機となるコンパクトERL(cERL)の建設準備がKEK東カウンターホールにて進められている。cERL早期運転実現のため、開発要素の多い電子銃部については実機開発の他、バックアップ及びR&D機として原子力機構及び高エネルギー加速器研究機構それぞれにおいて同時に開発を進めることとなった。現在原子力機構で先行して立上げが行われている1号機に対し、今後高エネルギー加速器研究機構にて立上げる2号機では、1号機との互換性を持たせつつも、(1)透過型光陰極の採用,(2)光陰極複数同時活性化及びその保存機能を持つ準備システムの開発,(3)電子銃の極高真空化のための真空系及び600kV絶縁セラミック管の開発・改良に力点を置き、現在設計を進めている。

論文

コンパクトERL建設の進捗状況

小林 幸則*; 坂中 章悟*; 佐藤 康太郎*; 春日 俊夫*; 河田 洋*; 羽島 良一; 中村 典雄*

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.66 - 69, 2009/08

高エネルギー加速器研究機構は、エネルギー回収型リニアック(ERL)に基づく次世代放射光源を将来計画と位置付け、その実現に向けたR&Dを行うべくコンパクトERL建設へ向けて具体的な作業を開始した。ERLで最も重要な装置は、超高輝度の電子ビームを発生できるフォトカソードDC電子銃と、大電流のビームを高電界で加速できる超伝導空洞である。ERL計画推進チームでは、これらの装置を開発しつつ、コンパクトERLを設置する予定の東カウンターホール(旧陽子シンクロトロン実験室)の改修,インフラの増強,ヘリウム冷凍機の整備を行っている。本学会では、コンパクトERLの進捗状況と今後の予定について報告する。

論文

Mutation breeding of Koji mold induced by ion beam

伊藤 考太郎*; 武市 順也*; 半谷 吉識*; 佐藤 勝也; 長谷 純宏; 鳴海 一成

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 86, 2008/11

オロチジン5'-リン酸脱炭酸酵素をコードする遺伝子${it pyrG}$の欠損変異株は、麹菌の形質転換系の宿主として使用されている。この欠損変異株はウラシル要求性であり、ウラシルの基質アナログである5-フルオロオロト酸(5FOA)に耐性を示す。遺伝子操作を行わずに従来の変異原処理によって、麹菌RIB40株から${it pyrG}$欠損変異株を取得することは困難である。本研究では、イオンビーム照射によって麹菌RIB40株の${it pyrG}$欠損変異株を取得することを試みた。その結果、照射した分生子から5FOA耐性でウラシル要求性を示す株を25株分離した。これらのうち、13株が${it pyrG}$欠損変異体であり、残りの12株はピリミジン生合成経路でオロチジン5'-リン酸脱炭酸酵素の上流で機能するオロチジン酸ホスホリボシル転移酵素をコードする${it pyrF}$遺伝子の欠損変異体であった。イオンビーム照射は、従来の変異原処理では取得することが困難な新規変異体を作出するための強力なツールである。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

論文

Mutation breeding of koji mold induced by ion beam

伊藤 考太郎*; 武市 順也*; 半谷 吉識*; 佐藤 勝也; 長谷 純宏; 鳴海 一成

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 94, 2008/03

麹菌は日本固有の発酵食品であるしょうゆ,味噌,日本酒などの醸造に広く使用されている産業上非常に重要な微生物である。そのため、古くから麹菌の育種改良は精力的に行われてきた。しかし、従来の変異方法ではランダムに多数の変異が生じ、目的の変異が入っても生育速度が低下するなどの付随変異により実用化できないといった問題があった。本研究では、麹菌へのイオンビーム誘発変異の照射条件を検討することを目的に、照射線量による生存率と薬剤耐性を指標とした変異率を調査した。さらに、イオンビーム照射により得られた白色分生子形成変異株について変異パターンを解析した。その結果、紫外線照射と比較して、すべてのイオン種で変異率は高かった。白色分生子形成変異株の変異パターンは、遺伝子内部の欠失,遺伝子の下流域の欠失,遺伝子全長の欠失,その他(遺伝子の転座・逆位や巨大領域の挿入など)に分かれることが明らかとなった。

論文

ERL放射光源に向けたR&Dの現状

坂中 章悟*; 小林 幸則*; 佐藤 康太郎*; 春日 俊夫*; 河田 洋*; 羽島 良一; 中村 典雄*

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.225 - 227, 2008/00

エネルギー回収型リニアックによる次世代放射光源の実現を目指したプロジェクトが国内複数機関の協力のもと実施されている。本報告では、要素技術開発の現状,設計研究の成果などを述べる。

論文

Mutation breeding of koji mold induced by ion beams

伊藤 孝太郎*; 武市 順也*; 半谷 吉識*; 佐藤 勝也; 長谷 純宏; 坂下 哲哉; 小林 泰彦; 鳴海 一成

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 98, 2007/02

麹菌の育種はこれまでにも精力的に行われてきたが、従来の変異方法、すなわち、紫外線やX線・NTGなどの薬剤による変異ではランダムに多数の変異が生じ、目的の変異株が得られても生育速度が低下していて実用にならないなどの問題があった。また、株や変異個所によっては従来の方法では目的が達成できないことも判明してきた。そこで、われわれは近年植物の育種で高い効果を上げている重イオンビームによる変異に着目し、麹菌において最も変異率が高いイオンビーム照射条件を探索した。

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