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論文

大気マイクロPIXEによるアスベスト肺中のアスベストとFas及びCD163発現の共局在の分析

土橋 邦生*; 清水 泰生*; 松崎 晋一*; 長嶺 竹明*; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 横山 彰人; 石井 保行; 神谷 富裕; 荒川 和夫*; et al.

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 87, 2012/01

In-air microparticle-induced X-ray emission (in-air micro-PIXE) analysis is based on irradiation of specimens with a proton ion microbeam, and has been modified for biological application. Two-dimensional analysis and quantitative analysis using the system confirmed that asbestos induced apoptosis by upregulating Fas expression and also revealed the accumulation of CD163-expressing macrophages in the lungs of patients with asbestosis. By quantitative comparison of the area of Fas or CD163 expression and the Fas- or CD163-negative area in asbestos lung tissue, the harmful levels which caused the expression of Fas or CD163 could be estimated on Silica, Ferrous iron, and Magnesium deposition. These results indicate that the system could be very useful for investigating the pathogenesis of inhaled asbestos-induced immune reactions and for determining harmful levels of asbestos.

論文

Analysis on the Co-localization of asbestos bodies and Fas or CD163 expression in asbestos lung tissue by in-air micro-PIXE

松崎 晋一*; 清水 泰生*; 土橋 邦生*; 長嶺 竹明*; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 横山 彰人; 石井 保行; 神谷 富裕; 荒川 和夫*; et al.

International Journal of Immunopathology and Pharmacology, 23(1), p.1 - 11, 2010/01

In-air micro-particle induced X-ray emission (in-air micro-PIXE) analysis is based on irradiation of specimens with a proton ion microbeam, and has been utilized for biological application. Two-dimensional analysis and quantitative analysis using the system confirmed that asbestos induced apoptosis byupregulating Fas expression and also revealed the accumulation of CD163-expressing macrophages in the lungs of patients with asbestosis. By quantitative comparison of the area of Fas or CD163 expression and the Fas- or CD163-negative area in asbestos lung tissue, the harmful levels which caused the expression of Fas or CD163 could be estimated on Si, Fe, and Mg (the components of asbestos) deposition. These results indicate that the system could be useful for investigating the pathogenesis of inhaled particle-induced immune reactions and for determining harmful levels of exogenous agents.

論文

Innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection based on ionized air transport technology; CFD-simulated and experimental ion transport efficiencies for uranium-attached pipes

平田 洋介*; 中原 克彦*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

Journal of Power and Energy Systems (Internet), 2(2), p.561 - 572, 2008/00

An innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection has been developed. This apparatus measures an ion current resulting from air ionization by alpha particles. Ions generated in a measurement chamber of about 1 m$$^{3}$$ in volume are transported by airflow to a sensor and measured. This paper presents computational estimation of the ion transport efficiencies for two pipes with different lengths, the inner surfaces of which were covered with a thin layer of uranium. These ion transport efficiencies were compared with those experimentally obtained for the purpose of validating our model. Good agreement was observed between transport efficiencies from simulations and those experimentally estimated. Dependence of the transport efficiencies on the region of uranium coverage was also examined, based on which such characteristics of ion currents as anticipated errors arising from unknown contaminated positions are also discussed to clarify the effective operation conditions of this monitor.

論文

Innovative alpha-radioactivity monitor for clearance level inspection based on ionized air transportation technology, 1; Comparison with mass spectral analysis using uranium-attached samples

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 佐野 明*; 内藤 晋*; 隅田 晃生*; 泉 幹雄*; 前川 立行*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; et al.

Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04

$$alpha$$線標準線源でイオン電流を校正し求めたウランが付着したサンプルの放射能は、化学分析で求めた放射能から約40%低かった。そこで、ひとつのサンプルの化学分析結果を用いてイオン電流を再校正した結果、すべてのサンプルの$$alpha$$放射能を誤差10%以内で評価できることを確認した。

論文

Innovative alpha radioactivity monitor for clearance level inspection based on ionized air transport technology, 2; CFD-simulated and experimental ion transport efficiencies for uranium-attached pipes

平田 洋介*; 中原 克彦*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 6 Pages, 2007/04

大型廃棄物のクリアランス検認を可能にする計測システムの実用性を確認するため、実ウランサンプルを使用して$$alpha$$放射能を測定した。本件は、測定に対応して行った、実廃棄物に対する3次元CFDシミュレーションの結果についての報告である。構築したイオン輸送モデルを用い、2種類の廃棄物パイプに対してイオンの輸送効率を計算して実験と比較し、妥当な結果を得た。

論文

Radon concentration dependence of alpha radioactivity measurement using ionized air transportation

内藤 晋*; 佐野 明*; 泉 幹雄*; 野田 悦夫*; 林 和夫*; 佐藤 光吉*; 須藤 收; 宮本 泰明; 近藤 慎一*; 飯沼 恒一*; et al.

Nuclear Science Symposium Conference Record, 2005 IEEE, Vol.1, p.495 - 499, 2005/10

ウランで汚染された大型かつ複雑な表面形状の廃棄物の$$alpha$$放射能を測定するため、$$alpha$$放射能モニタ($$alpha$$クリアランスモニタ)を開発している。モニタは、$$alpha$$粒子を空気流によって輸送し、そのイオン電流を測定する$$alpha$$放射能測定方法を用いている。$$alpha$$クリアランスの主要な問題の一つは、主として空気中のラドンに起因するバックグランドイオン電流(約700fA)である。その電流は1個の$$alpha$$粒子のイオン電流(数fA)よりも非常に大きく、$$alpha$$放射能の測定限界に強い影響を与えている。この測定限界を改善するため、われわれは、モニタ内部のラドン濃度を、新たなラドン検出器を追加することなくモニタする方法を開発した。また、検出下限への影響因子として、イオン移動度及びイオン再結合係数の環境依存性(温度,湿度,エアロゾル濃度)を測定し評価した。

報告書

ニッケルの溶解度に及ぼす塩化アンモニウム濃度の影響

宮本 真哉*; 佐藤 光吉*; 三原 守弘

JNC TN8400 2005-028, 21 Pages, 2005/09

JNC-TN8400-2005-028.pdf:25.6MB

本研究においては実験的にアンモニアのニッケルの溶解度への影響を調べるためにセメント系材料の影響を受けた地下水同様にpHの高い条件において,アンモニア濃度をパラメータとした溶解度試験を実施し,既存の熱力学データを用いてニッケルの溶解度の評価を行った。その結果,塩化アンモニウムの濃度が1mol/kgを超えるとニッケルの溶解度が3$$sim$$4桁大きくなることが示された。さらには,この傾向は既存のニッケルのアンミン錯体のデータを考慮することによって説明することができる。

報告書

セメント系材料の浸出液の地質媒体への影響評価-大型カラム試験設備を用いた高pHプルームの岩盤への影響試験-

加藤 大生*; 佐藤 光吉*; 大和田 仁*; 三原 守弘; 大井 貴夫

JNC TN8430 2000-008, 53 Pages, 2000/05

JNC-TN8430-2000-008.pdf:3.56MB

TRU廃棄物の処分システムには多量のセメント系材料の使用が検討されており、セメント系材料からの高アルカリ性の浸出液の拡がりによって処分場周辺岩盤が溶出し、二次鉱物が析出すると考えられている。この浸出液の拡がりは高pHプルームと呼ばれている。高pHプルームは地下水の流れに沿って徐々に拡がることから、二次鉱物を含む岩石の性状や地下水の成分は時間的あるいは空間的に変遷することが予想される。しかし、これまで二次鉱物及び地下水成分の時間的、空間的変遷についての知見は得られていない。このため、本研究では二次鉱物及び地下水成分の変遷に関する知見を得ることを目的としたカラム試験を実施した。総延長4m、内径3.7cmの大型カラムに粉砕した花崗閃緑岩を充填し、80$$^{circ}C$$の恒温槽中においてpH13.3の模擬セメント浸出液(Na:0.1mol/l、K:0.1mol/l、Ca:0.002mol/l)を流量0.1ml/minで7ヶ月間通水した結果、カラムの上流においてカルサイト及びC-S-H系化合物、中流から下流にかけてはC-S-H系化合物が岩石の表面に二次鉱物として析出し、4m先まで高pHプルームの影響が及んでいることを確認した。また、Na、Kが支配的な模擬セメント浸出液では、岩石との反応によるpHの低下がみられなかった。本研究により、高pHプルームの流れに沿った二次鉱物及び地下水成分の変遷に関する基礎的な知見が得られた。

報告書

圧縮ベントナイト間隙水のpH測定(1)-測定手法の開発-

小田 治恵; 磯貝 武司*; 佐藤 光吉*

JNC TN8400 2000-006, 104 Pages, 1999/11

圧縮状態におけるベントナイト中の間隙水pHを測定するために、pH指示薬を担持させた合成吸着剤(樹脂)と保護シート(透析用セルロースチューブ($$alpha$$-セルロース製))、分光側色計を組み合わせた測定手法を開発した。本測定手法は、樹脂がベントナイトと混ざらない様に保護シートで挟み込み、圧縮状態のベントナイト中に埋め込む。これを試験溶液に浸漬させ、取り出した時の樹脂の呈色状態を分光側色計にて測定して間隙水のpHを決定する。また、開発した測定手法を用いて圧縮ベントナイト(1.6,1.8g/cm3)の間隙水pHを測定したところ、8$$sim$$9程度に収束した。この結果と、以前に行われた懸濁液試験の結果との比較により、開発した測定手法が正しく間隙水pHを測定できることが判った。本報告書は、測定手法とこれを用いて行った実証試験の結果をまとめたものである。

報告書

圧縮ベントナイト間隙水のpH測定,2; 雰囲気制御下における樹脂埋め込み測定

小田 治恵; 磯貝 武司*; 佐藤 光吉*; 柴田 雅博

JNC TN8400 99-015, 35 Pages, 1999/03

JNC-TN8400-99-015.pdf:14.97MB

飽和圧密状態におけるベントナイト中の間隙水のpHを測定するために、pH指示薬を含浸させた吸着剤粒子(樹脂)を用いた新たな手法を考案した。この手法では、樹脂を透析用セルロース($$alpha$$-セルロース)からなる保護シートで挟むようにして圧密ベントナイト(クニゲルV1)中に埋め込み、試験溶液に浸漬させたときの樹脂の呈色状態によって間隙水のpHを測定する。低酸素濃度雰囲気下における圧密ベントナイト中の間隙水のpHを測定したところ、pHは非圧密状態のベントナイト平衡液よりも低く、乾燥密度が高い程低くなること、ベントナイトカラム浸漬溶液の溶液組成に依存すること、さらに、経時変化を伴うことが確認された。【含水期間4週間、試験期間50日後の測定結果】乾燥密度1.8[g/cm3]浸漬溶液組成(初期)0.35M-NaCl(pH9に調整)pH測定値7.0$$sim$$8.0乾燥密度1.6[g/cm3]浸漬溶液組成(初期)0.35M-NaCl(pH9に調整)pH測定値7.5$$sim$$8.5乾燥密度1.8[g/cm3]浸漬溶液組成(初期)蒸留水(pH9に調整)pH測定値7.5$$sim$$8.5乾燥密度1.6[g/cm3]浸漬溶液組成(初期)蒸留水(pH9に調整)pH測定値8.0$$sim$$8.9また、樹脂を取り出した後、ろ紙を挟みこみ、再度圧縮することによって染み込んだ間隙水の成分を分析することによって、間隙水中のおよその元素濃度を推定できることを示した。

口頭

電離放射線のイオン流体移送型計測に関する技術開発,15; ハニカム形状の損失評価によるイオン拡散係数評価

宮本 泰明; 山口 大美; 平田 洋介*; 佐野 明*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

no journal, , 

空気流中でのイオン輸送効率の評価には、空気中におけるイオンの拡散現象を正確に把握することが必要である。本報では、CFD(Computational Fluid Dynamics)シミュレーションと、ハニカム構造を用いて測定したイオン損失を比較することにより、イオンの拡散現象について議論した結果について報告する。

口頭

電離放射線のイオン流体移送型計測に関する技術開発,16; 実ウランサンプルによる実証試験

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 佐野 明*; 内藤 晋*; 隅田 晃生*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; 高橋 浩之*; 小田 昭紀*

no journal, , 

大型廃棄物のクリアランス検認を可能にする計測システムの実用性を確認するため、実ウランサンプルを使用して$$alpha$$放射能を測定し、溶解分析値と比較した。その結果、単純形状サンプルは分析値と測定値が良好な比例関係を示し、また複雑形状サンプルも空気吹付けにより測定可能なことを実証した。

口頭

電離放射線のイオン流体移送型計測に関する技術開発,18; イオン損失の空気流吹きつけによる低減効果の検証

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 内藤 晋*; 佐野 明*; 平田 洋介*; 野田 悦夫*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; 高橋 浩之*; et al.

no journal, , 

$$alpha$$線によって生成する空気中のイオン数について、柱状再結合による消滅量を考慮した理論モデルを構築した。また、この理論モデルから予測される空気流の局所吹付けによるイオン再結合抑制手法を提案し、実験による検証結果を報告する。

口頭

電離放射線のイオン流体移送型計測に関する技術開発,17; 実廃棄物の3Dシミュレーション

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 平田 洋介*; 内藤 晋*; 佐野 明*; 中原 克彦*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; 高橋 浩之*; et al.

no journal, , 

プロジェクトの最終年度の項目として、$$alpha$$線のイオン流体移送型計測技術を用いて実廃棄物の測定を実施している。本件は、測定に対応して行った、実廃棄物に対する3次元CFDシミュレーションの結果について報告する。プロジェクトを通じて明確化したイオン再結合係数と拡散係数を用い、2種類の廃棄物パイプに対してイオンの輸送効率を計算して実験と比較し、妥当な結果を得た。

口頭

電離空気輸送を用いた$$alpha$$線計測技術の開発

青山 佳男; 宮本 泰明; 山口 大美; 内藤 晋*; 佐野 明*; 泉 幹雄*; 隅田 晃生*; 前川 立行*; 佐藤 光吉*; 南部 健一*; et al.

no journal, , 

核燃料サイクル・バックエンド関連施設で発生したウラン及びTRU廃棄物は既に大量に蓄積されている。人によるサーベイでは対象となる量が膨大であるうえ、狭隘部や露出していない部分などはサーベイできず、測定技術の課題は多い。そのため、本技術開発では、$$alpha$$線の電離作用で作り出されたクラスタイオンを、空気流により剥離・輸送し、そのイオン電流を測定することにより$$alpha$$放射能量を評価するという新しいコンセプトに基づいて、大型・複雑な形状のウラン及びTRU廃棄物に対して、クリアランスレベル検認に適用可能な微弱な全$$alpha$$核種濃度レベルを短時間で測定できる実用的な$$alpha$$線計測技術の開発を行った。

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