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報告書

総合モニタリング計画に基づく発電所から20km以遠における福島県内の放射線モニタリングデータ集

阿部 智久; 荻谷 尚司*; 柴田 和哉*; 塙 竜明*; 眞田 幸尚

JAEA-Data/Code 2020-004, 280 Pages, 2020/08

JAEA-Data-Code-2020-004.pdf:3.91MB

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所事故発生後、日本原子力研究開発機構は事故直後より、文部科学省(後に原子力規制庁)からの委託を受け、平成23年6月から令和元年度まで放射性物質の分布状況調査等を実施してきた。本報告書は、これまで実施してきた福島県内の放射線モニタリング作業において、主に空間線量率・積算線量の測定及び試料(大気浮遊じん・土壌・松葉)中の放射性物質濃度の測定結果としてまとめたものである。空間線量率・積算線量の結果と試料中の放射性物質濃度は、測定地点ごとに経時変化を統一フォーマットの下、データベース化した。また、空間線量率・積算線量の結果と試料中の放射性物質濃度の実効半減期や変化におけるばらつきを評価した。

論文

Dynamical behavior of human $$alpha$$-synuclein studied by quasielastic neutron scattering

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

PLOS ONE (Internet), 11(4), p.e0151447_1 - e0151447_17, 2016/04

 被引用回数:18 パーセンタイル:67.4(Multidisciplinary Sciences)

Filamentous aggregates (amyloid fibrils) of the protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) are related to the pathogenesis of Parkinson's disease. To understand the pathogenesis mechanism of this disease, the mechanism of the amyloid fibril formation of $$alpha$$-Syn must be elucidated. As a first step toward this ultimate goal, dynamical behavior of $$alpha$$-Syn in the monomeric and the fibril states was investigated using quasielastic neutron scattering (QENS). Analysis of the QENS spectra of solution samples of $$alpha$$-Syn shows that diffusive global motions are observed in the monomeric state but largely suppressed in the fibril state. However, the amplitude of the side chain motion is shown to be larger in the fibril state than in the monomeric state. This implies that significant solvent space exists within the fibrils, which is attributed to the $$alpha$$-Syn molecules within the fibrils having a distribution of conformations. The larger amplitude of the side chain motion in the fibril state than in the monomeric state implies that the fibril state is entropically favorable.

論文

Melting temperatures of the ZrO$$_{2}$$-MOX system

内田 哲平; 廣岡 瞬; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 佐藤 大介*; 加藤 正人; 森本 恭一

Proceedings of International Nuclear Fuel Cycle Conference; Nuclear Energy at a Crossroads (GLOBAL 2013) (CD-ROM), p.1549 - 1553, 2013/09

Severe accidents occurred at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant of Unit 1-3 on March 11, 2011, where the MOX fuels were loaded in the Unit 3. For thermal analysis of the severe accident, melting temperature and phase state of MOX corium were investigated. The simulated coria were prepared from 4%Pu-containing MOX, 8%Pu-containing MOX and ZrO$$_{2}$$. Then X-ray diffraction, density and melting temperature measurements were carried out as a function of zirconium and plutonium contents. The cubic phase was observed in the 25%Zr-containing corium and the tetragonal phase was observed in the 50% and 75%Zr-containing coria. The lattice parameter and density monotonically changed with Pu content. Melting temperature increased with increasing Pu content; melting temperature were estimated to be 2932K for 4%Pu MOX corium and 3012K for 8%Pu MOX corium in the 25%ZrO$$_{2}$$-MOX system. The lowest melting temperature was observed for 50%Zr-containing corium.

口頭

MOX燃料の熱物性測定,4; 融点測定

加藤 正人; 森本 恭一; 鹿志村 元明; 安部 智之; 宇野 弘樹*; 菅田 博正*; 田村 哲也*; 柴田 和哉*

no journal, , 

従来の測定方法により30%Pu以上のMOXの融点測定を行った場合、タングステンとMOXの間に反応が起こりMOXの融点を測定していないことが確認できた。反応を防ぐためにレニウムを用いた測定を行い、PuO$$_{2}$$-UO$$_{2}$$系の固相線及び液相線を評価した。

口頭

MOX燃料の融点測定,2; MOX燃料の融点に及ぼすO/Mの影響

中道 晋哉; 加藤 正人; 森本 恭一; 鹿志村 元明; 安部 智之; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*

no journal, , 

Pu含有率30%以上のMOXの融点測定では、Wのカプセル材と試料の間で反応が起こり、融点を正確に評価していないことが明らかとなった。カプセル材とMOXの反応を抑えるためにRe内容器を用いて測定を行い、Pu含有率12, 20, 40及び46%MOX融点のO/M比依存性について評価した。Pu含有率12及び20%MOXはWカプセルに、40及び46%MOXはWカプセルの中に装荷したRe内容器に試料を入れ、真空中で溶封した。40K/minの一定速度で試料を昇温し、温度曲線のサーマルアレストを観察した。融点測定後のカプセルから取り出した試料のXRD及びEPMA測定から、MOXへのカプセル材の溶け込みはほとんど観察されなかった。固相温度はO/M比の2.00からの低下とともにわずかに増加し、過去の報告よりも40及び46%Pu-MOXの融点は50-100K高くなった。

口頭

MOX燃料の融点測定,1; PuO$$_{2}$$-UO$$_{2}$$-AmO$$_{2}$$系の融点

加藤 正人; 森本 恭一; 中道 晋哉; 鹿志村 元明; 安部 智之; 菅田 博正*; 宇野 弘樹*; 柴田 和哉*; 田村 哲也*

no journal, , 

核燃料の融点は、燃料の最高温度を制限するため、重要な物性値の1つである。前報告においてレニウム内容器を用いた融点測定を行いPuO$$_{2}$$-UO$$_{2}$$系の固相線及び液相線が従来のタングステンカプセルを用いた測定値よりも高いことを報告した。本報告では、Am含有率をパラメータとした測定を行い、AmO$$_{2}$$-PuO$$_{2}$$-UO$$_{2}$$系の融点を理想溶液モデルで評価した。さらに(Pu$$_{0.43}$$Am$$_{0.03}$$U$$_{0.54}$$)O$$_{2.00}$$を固相線直下まで昇温し、組織を観察した。固相線はPu及びAm含有率の増加により低下する傾向を示した。また実験データは理想溶液モデルから得られた計算結果とよく一致することが確認できた。2983及び2973Kまで加熱した(Pu$$_{0.43}$$Am$$_{0.03}$$U$$_{0.54}$$)O$$_{2.00}$$は、結晶粒とポアの成長が確認でき、溶融した形跡は観察されなかった。

口頭

長期保管MOX燃料における自己照射の影響

米野 憲; 加藤 正人; 森本 恭一; 鹿志村 元明; 安部 智之; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*

no journal, , 

プルトニウムを含む化合物は自己照射の影響により格子欠陥とHeが蓄積され、物性データに影響を与える。しかし、実際に長期保管されたMOX燃料を用いて自己照射の影響についての評価した報告は少ない。本研究では製造後15年から32年間保管したMOX燃料を用い、自己照射によるMOXペレットの変化について調査した。その結果、保管による格子膨張の飽和量が0.29%であることを明らかにした。

口頭

PuO$$_{2-X}$$の融点評価

加藤 正人; 森本 恭一; 中道 晋哉; 鹿志村 元明; 安部 智之; 菅田 博正*; 宇野 弘樹*; 柴田 和哉*; 田村 哲也*

no journal, , 

サーマルアレスト法によるPuO$$_{2-x}$$の融点測定を行った。Wとの反応を抑制するためにRe内カプセルを用いてPuO$$_{2-x}$$を加熱した。PuO$$_{2.00}$$の測定後の試料は、O/Mの低下と、Reと試料の反応が観察されたが、従来報告されている融点より高い温度でアレストを確認した

口頭

長期保管MOXペレットの熱処理による密度と組織の変化

米野 憲; 加藤 正人; 森本 恭一; 鹿志村 元明; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 宇野 弘樹*; 田村 哲也*

no journal, , 

高速炉用MOX燃料は自己照射の影響により格子欠陥とHeが蓄積され、長期保管したMOXペレットを燃料として用いる場合、結晶内に蓄積した格子欠陥の回復とHeの放出による照射挙動へ影響することが懸念される。本研究では製造後15年から32年間保管したMOX燃料について、熱処理を行い、熱処理前後の密度及び組織について調査した。

口頭

プルトニウム・ウラン混合酸化物の$$alpha$$線自己照射による特性変化とその熱回復

米野 憲; 加藤 正人; 森本 恭一; 鹿志村 元明; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 田村 哲也*; 宇野 弘樹*

no journal, , 

長期保管燃料が$$alpha$$崩壊に伴う自己照射が燃料の格子定数に及ぼす影響と自己照射された長期保管燃料の高温での変化について評価した。格子定数に関しては、崩壊数の増加に伴い拡大を示し、0.29%まで拡大し飽和に達したことを確認した。この変化は燃料ペレットの密度 約1%TDの低下に相当する。また、高温における燃料の変化については、熱処理により密度において約1%という微小変化を確認したが、燃料ペレット自体に大きな変化は確認されなかった。

口頭

ウラン燃料の模擬デブリの特性評価,2; 融点測定と組織観察

内田 哲平; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 佐藤 大介*; 森本 恭一

no journal, , 

被覆管であるジルカロイ-2の融点は約1850$$^{circ}$$Cであるが、炉心内で水蒸気酸化することにより融点は上昇する。ZrO$$_{2}$$の融点は約2690$$^{circ}$$Cと報告されている。事故進展挙動の解析には、炉心内において燃料ペレットと被覆管の反応によって生成される生成物のさまざまな物性値が重要である。本研究では、UO$$_{2}$$燃料とジルカロイ-2から調整した混合酸化物の融点測定を行い、作製した溶融試料の観察を行った。Zr含有率が24.3%, 49.0%, 73.5%の試料の固相線温度はそれぞれ2662$$^{circ}$$C, 2509$$^{circ}$$C, 2540$$^{circ}$$Cであった。UO$$_{2}$$-ZrO$$_{2}$$系の状態図と比較すると、本試験で得られた各試料の融点はUO$$_{2}$$-ZrO$$_{2}$$系の状態図と同様であり、傾向もよく一致していた。

口頭

茨城BNCT施設用8MeV, 80kW陽子加速器の建設

小林 仁*; 栗原 俊一*; 松本 浩*; 吉岡 正和*; 松本 教之*; 熊田 博明*; 松村 明*; 櫻井 英幸*; 平賀 富士夫*; 鬼柳 善明*; et al.

no journal, , 

ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)装置の建設を進めている。施設名称は茨城中性子先端医療研究センター(仮称)で、茨城県のいばらき量子ビーム研究センターの敷地内(茨城県東海村)に設置される。建物はこの装置に合わせて現在改修が進められている。BNCTは原子炉からの中性子を利用して長年の治療実績が積み重ねられた。病院内に設置できる治療装置として医療側から加速器ベースのBNCT装置の開発が強く望まれている。われわれは"Hospital Friendly"のBNCT装置を目指し、具体的には極力残留放射能の低い施設を目指して加速器のパラメータを選定した。陽子ビームエネルーを8MeVとし、ターゲット材料はベリリウムを選択した。治療時間は短いほど良いが目安となる中性子強度がIAEAから提案されており、それを満たす陽子ビームのパワーは80kW(平均電流で10mA)である。加速器のビームダイナミクスはJ-PARCのフロントエンドをベースとしているがデューティサイクルはJ-PARCより1桁近く大きくなる。このため加速管の水冷、ターゲットの熱除去とブリスタリング対策が重要課題となる。本稿では装置の開発状況を報告する。

口頭

MOX-ZrO$$_{2}$$溶融試料の融点測定

内田 哲平; 菅田 博正*; 柴田 和哉*; 佐藤 大介*; 森本 恭一

no journal, , 

燃料デブリの特性把握及び事故進展挙動の解析には、炉心内において燃料ペレットと被覆管の反応による生成物のさまざまな物性値が重要である。特にプルサーマル計画を実施する炉心では、反応生成物の物性値に与えるPuの影響を考慮する必要がある。本研究ではPu含有率が4at%, 8at%の(U,Pu)O$$_{2}$$試料に対して、Zr含有率を25at%, 50at%, 75at%としたMOX-ZrO$$_{2}$$試料を調製し、融点測定を行った。評価の結果、金属元素中のPu含有率が増加するほど、融点は上昇する傾向が確認され、最も高い融点を示したのは(U$$_{0.67}$$Pu$$_{0.08}$$Zr$$_{0.25}$$)O$$_{2}$$で約2740$$^{circ}$$Cであった。今回評価を行った組成の範囲において最も低い融点はZr含有率50%のU/Zry-2酸化物で、約2500$$^{circ}$$Cである。

口頭

ISSのロシア棟Pirs外壁で13ケ月間宇宙曝露(Biorisk実験)したヒョウタンゴケの胞子は発芽した

高橋 裕一*; 柴田 晋平*; 横山 潤*; 橋本 博文*; 横堀 伸一*; 山岸 明彦*; 河口 優子*; Gusev, O.*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.

no journal, , 

「生命は星から星へ移動することができるか」という課題を検討している。そのためには生物を宇宙空間に曝露し耐性を調べることになる。まずは、加速器等を用いて地上で宇宙曝露実験に相応しい対象生物を選抜し、選抜した生物について国際宇宙ステーション(ISS)での曝露実験を行う計画を進めている。宇宙曝露実験の候補として選抜したヒョウタンゴケ胞子とクラドスポリウム胞子を、ロシアのBiorisk実験で2011年の夏から13か月間ISSのPirs外壁で宇宙曝露し、2012年の夏に地球に帰還した。ISSで13か月間宇宙曝露したヒョウタンゴケ胞子は2週間培養の時点での発芽率は3%であった。発芽の速度は対照に比べると遅かった。培養後の胞子の20%はサイズが大きくなり緑色をしていた。緑色をしているのは葉緑体が活動を始めたためで、さらに培養を続けると、これらの一部は発芽してくるものと思われる。同時に宇宙曝露したクラドスポリウムは死滅していた。

口頭

Changes in the dynamics of human $$alpha$$-synuclein and its relation to propensity for amyloid fibril formation

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

A protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn), which is involved with pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease, forms amyloid fibrils. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We employed neutron scattering to investigate the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn at low and neutral pH, to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. We carried out the quasielastic neutron scattering experiments using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Analysis of the quasielasitc scattering spectra showed the increased flexibility of $$alpha$$-Syn at low pH. Since the increased flexibility is likely to arise from a wider distribution of conformational substates of $$alpha$$-Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.

口頭

Quasielastic neutron scattering study of human $$alpha$$-synuclein; Implication for propensity for amyloid fibril formation

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

A protein $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) forms amyloid fibrils. This abnormal protein aggregation is related to pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. Propensity for amyloid fibril formation depends on environmental conditions such as pH. We carried out quasielastic neutron scattering experiments to investigate the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn to investigate the relationship between the dynamics and propensity for amyloid fibril formation. The measurements on the solution samples of $$alpha$$-Syn in different pH were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in flexibility of the protein were detected between the different conditions. Since the difference in flexibility is likely to arise from different distributions of conformational substates of $$alpha$$-Syn, the results obtained suggest an entropy-driven mechanism of the amyloid fibril formation.

口頭

Changes in the dynamics of human $$alpha$$-synuclein detected by neutron scattering

藤原 悟; 荒木 克哉*; 松尾 龍人; 八木 寿梓*; 山田 武*; 柴田 薫; 望月 秀樹*

no journal, , 

The protein, $$alpha$$-synuclein ($$alpha$$-Syn) forms amyloid fibrils. Formation of amyloid fibrils is associated with the pathogenesis of a neuro-degenerative disorder, Parkinson's disease. In order to obtain insights into the role of the protein dynamics in the mechanism of amyloid fibril formation, we carried out quasielastic neutron scattering experiments and characterized the "dynamic" behavior of $$alpha$$-Syn. The measurements on the solution samples of $$alpha$$-Syn in the monomeric and fibril states were carried out using a high energy resolution near-backscattering spectrometer, BL02 (DNA), at MLF/J-PARC, Japan. Differences in the dynamical behavior of the protein were detected between the monomeric and fibril states. Analysis of the spectra obtained suggested an entropy-driven mechanism of amyloid fibril formation.

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