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論文

Real-time ${{it in vivo}}$ dosimetry system based on an optical fiber-coupled microsized photostimulable phosphor for stereotactic body radiation therapy

矢田 隆一*; 前中 一介*; 宮本 修治*; 岡田 豪*; 笹倉 亜規*; 芦田 基*; 足立 真士*; 佐藤 達彦; Wang, T.*; 赤坂 浩亮*; et al.

Medical Physics, 47(10), p.5235 - 5249, 2020/10

 被引用回数:4 パーセンタイル:78.11(Radiology, Nuclear Medicine & Medical Imaging)

光ファイバーとマイクロサイズ光刺激蛍光体を組み合わせた定位放射線治療のためのリアルタイム体内線量評価システムを開発した。開発したシステムの線量応答の線形性,線量率依存性,温度依存性などを医療用Linacを用いて検証した。また、測定値と粒子・重イオン輸送計算コードPHITSによる計算値を比較し、その妥当性を確認した。これらの結果より、開発したシステムが定位放射線治療のリアルタイム体内線量評価システムとして十分な性能を有することを確認した。

報告書

研究施設等廃棄物のトレンチ処分施設における遮水機能の設計検討(共同研究)

坂井 章浩; 黒澤 亮平*; 仲田 久和; 岡田 翔太; 出雲 沙理; 佐藤 亮*; 北村 洋一*; 本田 泰丈*; 高岡 克樹*; 天澤 弘也

JAEA-Technology 2016-019, 134 Pages, 2016/10

JAEA-Technology-2016-019.pdf:8.25MB

日本原子力研究開発機構では、コンクリート, 金属などの安定五品目以外の廃棄物をトレンチ処分するため、遮水シートを設置したトレンチ処分施設(以下、「付加機能型トレンチ処分施設」)の設計を進めている。付加機能型トレンチ処分施設では、遮水シートにより浸出水の浸透防止や集排水機能を果たす設計としているが、重機等の接触による損傷等によりその機能が十分に発揮されない場合も想定される。本研究では、遮水シート等の遮水層構造に着目し、遮水シート及び低透水性材料等の特性、多層構造の効果及び損傷要因等の外部条件への対応を考慮し、浸出水の漏出及びそれに伴う放射性物質の漏出に関して、抑制機能の高い遮水機能システムについて検討した。その結果、排水層, 遮水シート及び低透水性層を組合せた層が、浸出水の漏出抑制に最も有効であることを確認した。また、セシウムを含む廃棄物を処分する場合、セシウム吸着シートの設置を評価した。本研究で検討した遮水層は、研究施設等廃棄物の付加機能型トレンチ処分施設の設計に活用するとともに、放射性物質を含む一般・産業廃棄物の管理型処分等の設計にも適用可能と考えられる。

論文

Mutational effects of different LET radiations in ${it rpsL}$ transgenic ${it Arabidopsis}$

吉原 亮平; 長谷 純宏; 佐藤 良平*; 滝本 晃一*; 鳴海 一成

International Journal of Radiation Biology, 86(2), p.125 - 131, 2010/02

 被引用回数:18 パーセンタイル:79.75(Biology)

LETの異なる放射線により高等植物内で誘発される突然変異の特徴を解析するために、シロイヌナズナ内における炭素イオンビーム及び$$gamma$$線による変異誘発効果を調査した。変異検出は、${it rpsL}$遺伝子導入シロイヌナズナを用いた突然変異検出システムを用い、遺伝子内変異の解析を行うこととした。われわれは、208-MeV炭素イオンビームと$$gamma$$線を${it rpsL}$遺伝子導入シロイヌナズナに照射し、変異頻度及び変異スペクトルの解析を行った。その結果、208-MeV炭素イオンビームと$$gamma$$線は、シロイヌナズナ種子内で異なる変異誘発効果を示すことが示唆された。

論文

Silencing of CPD photolyase makes ${it Arabidopsis}$ hypersensitive and hypermutable in response to UV-B radiation

吉原 亮平; 中根 千陽子*; 佐藤 良平*; 安田 愛*; 滝本 晃一*

Genes and Environment, 30(2), p.53 - 61, 2008/05

われわれは、植物の紫外線耐性におけるCPD光回復の役割を調べるために、${it Arabidopsis thaliana}$のCPD photolyaseをRNAiによりサイレンシングした植物体を作成した。サイレシング体はUV-Bに対して高感受性を示し、UV-B誘発変異頻度は野生型に比べて高かった。これらの結果から、CPDの光回復は、${it Arabidopsis}$における紫外線耐性及び紫外線誘発変異の抑制に重要な働きをしていることが示された。

論文

D-T neutron skyshine experiments and the MCNP analysis

西谷 健夫; 落合 謙太郎; 吉田 茂生*; 田中 良平*; 脇坂 雅志*; 中尾 誠*; 佐藤 聡; 山内 通則*; 堀 順一; 和田 政行*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 41(Suppl.4), p.58 - 61, 2004/03

核融合施設の天井から漏洩した放射線が空気と散乱して、施設周辺の地上に到達する、いわゆるスカイシャンは、核融合施設周辺の放射線安全に最も重要な項目の一つである。そこで原研の核融合中性子源FNSを用いてD-T中性子に対するスカイシャインの実験を2002年3月と2003年3月の2回にわたって実施した。FNS第一ターゲット室の天井のスカイシャインの実験用遮蔽ポート(1m$$times$$1m)を開放し、上空向かって中性子を打ち上げ、散乱中性子及び2次$$gamma$$線の分布を測定した。2002年3月の実験ではHe-3レムカウンタを用いて線源から550mまでの中性子線量率分布と200mまでの2次$$gamma$$線スペクトルを大形NaIシンチレータ検出器及びGe半導体検出器で測定した。2003年3月の実験ではFNS建屋周辺において、NE213シンチレーション検出器を用いた中性子スペクトル測定とBGOシンチレータ検出器を用いた2次$$gamma$$線スペクトル測定を実施した。測定された結果は、JENDL-3.3を用いたモンテカルロ計算(MCNP-4C)とよく一致し、MCNPによる計算がスカイシャインによる線量を十分な精度で評価できることを確認した。

論文

Measurement of radiation skyshine with D-T neutron source

吉田 茂生*; 西谷 健夫; 落合 謙太郎; 金子 純一*; 堀 順一; 佐藤 聡; 山内 通則*; 田中 良平*; 中尾 誠*; 和田 政行*; et al.

Fusion Engineering and Design, 69(1-4), p.637 - 641, 2003/09

 被引用回数:7 パーセンタイル:47.63(Nuclear Science & Technology)

核融合炉からのスカイシャインは炉の安全の評価上重要であるが、これまでD-T中性子に対するスカイシャインの実験的評価はほとんどなかった。そこで原研の核融合中性子源FNSを用いてD-T中性子に対するスカイシャイン実験を実施した。FNS第一ターゲット室の天井のスカイシャインの実験用遮蔽ポート(1m$$times$$1m)を開放し、上空向かって中性子を打ち上げ、散乱中性子及び2次$$gamma$$線の分布を線源から 550mまでの範囲で測定した。中性子に対しては、He-3レムカウンタ,BF-3比例計数管,$$gamma$$線に対しては、大形NaIシンチレータ検出器及びGe半導体検出器を使用した。測定された線量は中性子がほとんどを占め、1.7$$times$$10$$^{11}$$n/sの発生率に対し、線源から150m及び400mでそれぞれ0.1$$mu$$Sv/h,0.01$$mu$$Sv/hであった。またJENDL-3.2を用いたモンテカルロ計算(MCNP-4B)と比較した結果、150mまでは、実験値とよく一致することがわかった。また空中に打ち上げられた中性子を線上中性子源とみなす解析モデルは非常によく実験値を再現することがわかった。2次$$gamma$$線に関しては6MeVの高エネルギー$$gamma$$線が主になっており、スカイシャイン中性子が地中で起こすSi(n,$$gamma$$)反応によると考えられる。

報告書

D-T中性子スカイシャイン実験における2次$$gamma$$線測定

田中 良平*; 落合 謙太郎; 中尾 誠*; 山内 通則*; 堀 順一; 和田 政行*; 佐藤 聡; 西谷 健夫

JAERI-Tech 2003-063, 62 Pages, 2003/07

JAERI-Tech-2003-063.pdf:3.41MB

原研FNSにおいて天井に設けられているスカイシャインポートを開放した状態でD-T中性子のスカイシャイン実験を実施し、2次$$gamma$$線の測定を行った。NaI(Tl)シンチレーション検出器を用いて、中性子発生源から最大300mまで測定を行った。それにより得られた実験データをアンフォールディングしてフラックスを求め、それに線量当量換算係数を掛け合わせ線量率を算出した。この線量率をモンテカルロコードMCNP-4Bによるシミュレーション計算により得られた値と比較した結果、実験値と計算値は20%内で一致した。この測定で得られた線量率から300mまでではあるが半経験式の導出を行った。また高純度Ge半導体検出器を用いて発生中性子に起因する建屋依存による周辺での2次$$gamma$$線核種同定の測定を実施した。その結果、建屋構造材に使用されている鉄からのピークを検出した。また、水素,ケイ素の放射捕獲反応によるピークが検出されたことから、2次$$gamma$$線の発生源はこれまで考えられていた中性子と空気との散乱反応よりむしろ、土等によるスカイシャイン中性子の放射捕獲反応が主になっていることを示唆する結果を得た。

論文

日本原子力研究所Fusion Neutronics Source(FNS)におけるD-T中性子スカイシャイン実験

西谷 健夫; 落合 謙太郎; 吉田 茂生*; 田中 良平*; 脇坂 雅志*; 中尾 誠*; 佐藤 聡; 山内 通則*; 堀 順一; 高橋 亮人*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 79(3), p.282 - 289, 2003/03

核融合炉からのスカイシャインは炉の安全の評価上重要であるが、これまでD-T中性子に対するスカイシャインの実験的評価はほとんどなかった。そこで原研の核融合中性子源FNSを用いてD-T中性子に対するスカイシャインの実験を実施した。FNS第一ターゲット室の天井のスカイシャインの実験用遮蔽ポート(1m$$times$$1m)を開放し、上空向かって中性子を打ち上げ、散乱中性子及び2次$$gamma$$線の分布を線源から 550mまでの範囲で測定した。中性子に対しては、He-3レムカウンタ,BF-3比例計数管、$$gamma$$線に対しては、大形NaIシンチレータ検出器及びGe半導体検出器を使用した。測定された中性子線量分布に対し、JENDL-3.2を用いたモンテカルロ計算(MCNP-4B)と比較した結果、230mまでは、実験値とよく一致することがわかった。遠方における差異の原因としてはレムカウンターの感度のエネルギー依存性に問題があると考えている。また空中に打ち上げられた中性子を線上中性子源とみなす解析モデルは150mまでよく実験値を再現することがわかった。本実験においては、2次$$gamma$$線による線量は、中性子による線量の1/50であり、MCNPによる計算と良く一致した。以上により、MCNPによる計算はスカイシャインによる線量を十分な精度で評価できることがわかった。

口頭

${it rpsL}$遺伝子を用いた植物における突然変異解析

吉原 亮平; 安田 愛*; 佐藤 良平*; 長谷 純宏; 鳴海 一成; 滝本 晃一*

no journal, , 

生物はさまざまな変異原に曝されている。これまでに大腸菌やマウスなどで種々の変異原による誘発突然変異の解析が行われてきたが、植物における変異解析はほとんど行われていなかった。そこで植物における変異誘発機構及びDNA修復系の変異抑制に対する寄与を明らかにするために、モデル植物であるシロイヌナズナにrpsL遺伝子を導入した植物変異検出システムを開発した。このシステムが実際に機能するかどうかを調べるために、DNAアルキル化剤のethylmethansulfonate(EMS)を用いた変異解析を行った。また、植物のDNAに対する紫外線影響を評価するために紫外線誘発突然変異解析を行った。さらに紫外線DNA傷害の一つであるcyclobutane pyrimidine dimer(CPD)を効率的に修復するCPD光回復遺伝子をRNAiによりノックダウンした個体も作成し、CPD光回復遺伝子の紫外線誘発変異に対する抑制効果も調べた。今後の展開としてイオンビーム誘発突然変異解析についても紹介する。今回は種々のイオンビームに対するシロイヌナズナ種子の感受性のデータ及び今後の展望について報告する。

口頭

植物の紫外線防御における光回復の意義と紫外線誘発突然変異

佐藤 良平*; 安田 愛*; 吉原 亮平; 滝本 晃一*

no journal, , 

紫外線(UV)はDNA上にピリミジン2量体を生成し、致死や変異誘発の原因となり、生育を抑制する。植物には光回復と暗回復が修復系として知られ、前者は可視光線を利用するもので、太陽光下で成育している植物にとっては有効な修復系と考えられる。われわれは高等植物において、シクロブタン型ピリミジン2量体(CPD)光回復が高等植物の紫外線防御と変異誘発に与える効果を調べた。シロイヌナズナにホウレンソウCPD光回復遺伝子を導入してコピー数を増やしたホモ系統のUVB(主波長306nm)感受性を調べたところ、野性型に比べて生育抑制の軽減がみられた。一方、CPD光回復遺伝子をRNAiによりサイレンシングしたシロイヌナズナは著しいUVB感受性を示した。CPD光回復は高等植物のUV耐性に重要な役割を果たしている。ピリミジン2量体は突然変異の原因となる。変異標的遺伝子導入シロイヌナズナを用いた。サイレンシング体の変異頻度は野生型の約2倍であり、GC$$rightarrow$$AT塩基置換やフレームシフトが多い傾向が見られた。他生物のUV誘発変異ではあまり見られないAT$$Xrightarrow Y$$TAやGC$$rightarrow$$CG塩基置換が野生型で検出された。植物に特有なのかもしれない。

口頭

大気マイクロPIXE分析法の生体試料への応用

櫻井 映子*; 谷内 一彦*; 石井 慶造*; 小山 亮平*; 酒巻 学*; 山中 健太郎*; 山崎 浩道*; 松山 成男*; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; et al.

no journal, , 

脳の機能性疾患には疾患と微量金属元素の関係が示唆されており、ストレス,てんかん発作,覚せい剤など規制薬物の使用による脳の異常興奮に対して、ヒスタミン神経系が抑制的に働くことを行動薬理学的手法を用いて解析する一方、マイクロPIXE分析法を用いることによって、認知機能に関しては特にヒスタミンH1受容体の機能が深く関与していることが明らかになってきた。また、海馬の新生神経は臭素イオンをよく取り込むことが知られており、マウスの脳の元素分布を大気マイクロPIXE分析法で測定することを試みた。その結果、脳内に存在するヒスタミン受容体の種類により臭素集積量が異なり、実験行動薬理学実験との相関が見られることがわかった。

口頭

イオンビーム照射を行った"弘前在来"トウガラシの照射次代における変異の発現

佐藤 悠輔*; 前田 智雄*; 本多 和茂*; 嵯峨 紘一*; 石川 隆二*; 秋田 祐介; 吉原 亮平; 野澤 樹; 鳴海 一成

no journal, , 

"弘前在来"トウガラシは青森県弘前地方の在来トウガラシで、大型の果実と香味のバランスの良さが特徴とされている。われわれは"弘前在来"トウガラシの付加価値向上を目的として2009年からイオンビーム育種を試みている。冨川らの報告では、照射当代の生育に及ぼすイオンビーム照射の影響及び変異誘発に有効な線量を調査した。本報では、イオンビーム照射が照射次代の生育に及ぼす影響の調査,照射当代の照射線量、さらには変異の有無が次代の変異率に及ぼす影響及び照射当代の変異と次代の変異の関連性について調査を行った。

口頭

Analyses of structure and dynamics with model chromatin

立和名 博昭*; 有村 泰宏*; 松本 亮平*; 滝沢 由政*; 堀 哲也*; 松本 淳; 小田 隆*; 佐藤 衛*; 河野 秀俊; 深川 竜郎*; et al.

no journal, , 

Centromeres are specific region of chromosomes, which ensure equal chromosome segregation in mitosis. The histone H3 variant, CENP-A, is a key protein for the establishment and maintenance of centromeres. However, little is known about how the incorporation of CENP-A into the chromatin leads to the centromere formation. We reported that a nucleosome containing human CENP-A (CENP-A nucleosome) has different structural feature, by which the CENP-A nucleosome may contribute to organize a unique chromatin structure in centromeres1. Then, we further analysed whether CENP-A nucleosome affects the poly-nucleosome structure using reconstituted tri-nucleosomes. To enable this, we reconstituted the tri-nucleosome, in which single CENP-A nucleosome is arranged at the centre, and two H3 nucleosomes are arranged on the both sides (H3-CA-H3 nucleosomes), by anucleosome-ligation method. Then, we analyzed structures of H3-CA-H3 nucleosomes and control H3-H3-H3 nucleosomes by dynamic light scattering, small angle X-ray scattering, and electron microscopic analyses. We found that single CENP-A nucleosome significantly alters higher order chromatin configuration. Based on these analyses, we propose a chromatin structure containing CENP-A nucleosomes and discuss the advantage of this structure in centromere formation and maintenance.

口頭

Expansion property of ammonium montmorillonite

齋藤 彬人*; 川喜田 竜平*; 佐久間 博*; 小田 治恵; 本田 明; 佐藤 努*

no journal, , 

NH$$_{4}$$型モンモリロナイト(MMT)の膨潤挙動を明らかにするため、Na, K, NH$$_{4}$$型MMTをそれぞれ準備し、その膨潤性の違いを相対湿度(RH)制御XRDによる分析で比較した。NH$$_{4}$$型MMTは、RH30%以上でK型と同様の膨潤挙動を示し、RH30%以下ではNa、K型よりも膨潤性があることが示された。また、分子動力学計算では、低RH条件で、NH$$_{4}$$型はNa、K型よりも層間に1水分子層をもつ状態に達しやすいことが示された。これはNH$$_{4}$$のH原子とMMTの底面O原子の結合に起因すると考えられる。

口頭

研究施設等廃棄物のトレンチ処分施設における遮水機能の設計検討

坂井 章浩; 仲田 久和; 天澤 弘也; 黒澤 亮平*; 佐藤 亮*; 北村 洋一*

no journal, , 

研究施設等廃棄物のうち安定五品目以外の極低レベル廃棄物は、遮水層を設置したトレンチ処分施設に埋設することを計画している。本研究では、遮水シート及び低透水性材料等の特性及び組合せを考慮し、放射性物質の漏出に関して抑制機能の高い遮水システムについて検討した。

口頭

アンモニウム型モンモリロナイトの膨張・変質挙動

川喜田 竜平*; 齋藤 彬人*; 佐久間 博*; 安楽 総太郎; 小田 治恵; 三原 守弘; 佐藤 努*

no journal, , 

NH$$_4$$型モンモリロナイト(MMT)の膨潤特性を評価するため、相対湿度(RH)制御XRD分析と分子動力学計算を用い、Na, K, NH$$_4$$型MMTの膨潤挙動を比較した。RH制御XRD分析の結果、NH$$_4$$型MMTはRH30%以上でK型MMTと同様な膨潤挙動を示すが、RH30%以下ではNa, K型MMTよりも高い膨潤性を示すことが分かった。NH$$_4$$型MMTが低湿度側で高い膨潤性を示す原因について分子動力学計算により検討した結果、層間のNH$$_4$$$$^+$$と結晶層面の底面酸素が水素結合を形成することで底面間隔が広がったためであると考えられた。

口頭

Effect of ammonium ion on expandability of montmorillonite

川喜田 竜平*; 齋藤 彬人*; 佐久間 博*; 安楽 総太郎; 小田 治恵; 三原 守弘; 佐藤 努*

no journal, , 

NH$$_4$$型モンモリロナイトの膨潤特性を評価するために、相対湿度(RH)制御XRDと分子動力学計算を用い、一価の陽イオン(Na, K, Cs, Rb, NH$$_4$$)を層間にもつMMTの膨潤挙動を比較した。RH制御XRD分析の結果、RH30%以下ではNa, K型では膨潤しにくいのに対し、NH$$_4$$, Cs, Rb型が高い膨潤性を持つことが分かった。イオン半径や水和エネルギーの近いNH$$_4$$とKの膨潤挙動が低湿度側で違うことを説明するため、分子動力学計算を行った。動径分布関数を検討した結果、アンモニウムイオンは底面酸素と水素結合を形成し、底面間隔が広がることで高い膨潤性を示すことが分かった。

口頭

Structural analyses of viscosity index improvers in lubricant by means of small-angle X-ray scattering and dynamic light scattering

高橋 凌平*; 平山 朋子*; 田村 和志*; 佐藤 信浩*; 杉山 正明*; 大場 洋次郎

no journal, , 

粘度指数向上剤は、潤滑油における粘度指数の温度特性を改善するために用いられる添加剤であり、潤滑油の実用化において重要な役割を果たす。これまで、この温度特性の改善は粘度指数向上剤の分子構造の温度変化によるものと考えられてきたが、分子構造を実験的に観測した研究は少なく、その詳細は分かっていなかった。そこで本研究では、X線小角散乱法と動的光散乱法を用いて粘度指数向上剤の構造を測定した。その結果、潤滑油中における粘度指数向上剤の構造の温度変化を捉えることに成功した。

口頭

吸着材中に形成されるEu-HONTA錯体の構造解析

渡部 創; 岡田 諒*; 松浦 治明*; 加田 渉*; 江夏 昌志*; 山縣 諒平*; 山田 尚人*; 佐藤 隆博*; 石井 保行*

no journal, , 

HONTA抽出剤の抽出クロマトグラフィ技術への適用性について系統的に調査を行っている。調査の一環として、抽出錯体の構造解析を実施しており、本研究ではEu-HONTA錯体構造の溶媒系と吸着材系との違いをExtended X-ray Absorption Fine Structure (EXAFS)及びIon Beam Induced Luminescence (IBIL)分析を用いて評価した。EXAFSによって評価した1次元的な構造は2つの系でほぼ等しかったが、IBILではスペクトル形状の差が見られ、Eu周りの配位子の対称性の違いに起因していると考えられた。

口頭

X線小角散乱法による潤滑油中粘度指数向上剤の構造解析

高橋 凌平*; 平山 朋子*; 佐藤 信浩*; 杉山 正明*; 高嶋 頼由*; 中野 妙子*; 田村 和志*; 大場 洋次郎

no journal, , 

粘度指数向上剤は、潤滑油に対する添加剤であり、温度上昇に伴う増粘効果が、ナノ構造の変化と密接に関係していると考えられている。そこで、X線小角散乱法により、スクワラン中の粘度指数向上剤の構造を調べた。その結果、温度の上昇に伴って、ポリアルキルメタクリレート(PMA)では全体が膨潤することがわかった。また、櫛形PMA(Comb)はミセル構造を形成し、コアのみが膨潤することで増粘効果をもたらすことが示唆された。

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