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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:75.79(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。

論文

台風201326号出水に伴う新田川起源懸濁態放射性核種の沿岸域でのインベントリ解析

内山 雄介*; 東 晃平*; 小谷 瑳千花*; 岩崎 理樹*; 津旨 大輔*; 上平 雄基; 清水 康行*; 恩田 裕一*

土木学会論文集,B2(海岸工学)(インターネット), 73(2), p.I_685 - I_690, 2017/10

福島新田川流域には原子力発電所事故直後に大量の放射性セシウム137($$^{137}$$Cs)が大気経由で沈着し、高濃度の懸濁態$$^{137}$$Csとして河道に集積したのち、出水毎に間欠的に海域へ供給され、沿岸域の底質環境に影響を与え続けている。本研究では、4段ネストJCOPE2-ROMS海洋モデル、波浪推算モデルSWAN、河川土砂流出モデルiRIC-Nays2DH、混合粒径土砂3次元海洋輸送モデル、放射性核種吸着モデルを連成させた超高解像度広域での土砂およびそれらに吸着した懸濁態$$^{137}$$Csの海洋移流分散モデリングを行い、台風201326号出水イベントに伴う新田川起源土砂の河口・沿岸域における輸送、再懸濁、堆積、浸食過程の時空間特性を評価した。その結果、台風通過直後に新田川から海域へ流入した懸濁態$$^{137}$$Csの総量の約45.3%は河口1km圏内に堆積していた。さらに、浅海域における沿岸漂砂の輸送には南方向への偏りがみられた。以上の結果は現地調査結果とも整合的であった。

論文

PCDFプロセス運転における査察手法の改善に係る施設者の貢献

清水 靖之; 牧野 理沙; 向 泰宣; 石山 港一; 栗田 勉; 中村 仁宣

第37回核物質管理学会日本支部年次大会論文集(CD-ROM), 9 Pages, 2017/02

核燃料サイクル工学研究所(JNC-1サイト)への統合保障措置(IS)アプローチは、2008年8月に適用され、核燃料物質転用の抑止力を高めるため、予め日程を設定した従来のIIVから短時間通告及び査察人工(PDI)削減を伴うランダム査察(RII)へ移行された。その後、再処理施設は潜在的安全リスク削減を目的に2014年4月からプルトニウム転換技術開発施設(PCDF)の運転の再開を決定した。これにより、原子力機構はRIIのスキームをPCDFのプロセス運転へ取り入れるため、査察官のPDI増加と探知確率の低減を伴わない新たなスキームを査察側へ提案し、協議等の結果、2014年3月からの導入に至った。PCDFにおける新たなスキームは、スケジュール査察(FDR)、リモートモニタリング、運転状態確認シートの改善、NRTAの導入及び適時性のある計量管理データ申告等により構成される。これにより、情報提供に係る施設者の負荷は若干増加したが、運転の実施とIS要求事項のバランスを図ることができ、適切な保障措置の実施及び2年間にわたる施設の安定運転に貢献することができた。

論文

Operator's contribution on the improvement of RII scheme against the process operation at PCDF

中村 仁宣; 清水 靖之; 牧野 理沙; 向 泰宣; 石山 港一; 栗田 勉; 池田 敦司*; 山口 勝弘*

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2016/07

日本国の統合保障措置は2004年に、核燃料サイクル工学研究所(JNC-1)においては2008年より導入され、査察業務量の低減及び核物質転用に対する抑止効果を高めることを目的とし、従前の中間在庫検認(IIV)に代わり短時間通告ランダム査察(RII)が導入された。そのRII手法は運転停止中(インターキャンペーン)を想定して設計されたため、運転時は改訂が必要であった。原子力機構では再処理施設の潜在的な安全上のリスクを低減するため、2014年4月よりPCDFの運転(溶液からMOX粉末への転換)を決定したことから、運転と統合保障措置の要件を満足させる最適な査察手法の検討に着手し、検知確率を減らすことなく、査察業務量を増加させることのない新たな査察手法をIAEA及び規制庁に提案した。IAEA等との協議の結果、同提案は受け入れられ、2014年3月に導入することができた。新たな査察手法では、査察日を事前確定型への変更、推定量の核物質を低減、リモートモニタリングデータの提供の実施、運転状態確認査察の改善及び適時性をもった在庫申告等の改善を図った。その結果、在庫情報等の提供に係る業務量は若干増加したものの、統合保障措置における要件とPCDFの運転を両立させることができ、2年間の運転に対する保障措置の効果的かつ効率的な実施に貢献した。

論文

Feasibility study of technology for Pu solution monitoring including FP; Overview and research plan

関根 恵; 松木 拓也; 谷川 聖史; 蔦木 浩一; 向 泰宣; 清水 靖之; 中村 仁宣; 富川 裕文

Proceedings of INMM 57th Annual Meeting (Internet), 9 Pages, 2016/07

国際原子力機関(IAEA)は、再処理施設の保障措置をより効果的・効率的に実施するための手法として、核物質の動きを監視するため、リアルタイム測定技術開発の必要性を長期課題として掲げている。再処理施設にはFP及びPuを含む溶液も存在することから、システムの完全性及び先進性を図るため、Pu量の連続測定が可能な検出器の技術開発を、2015年から3年間の計画で、東海再処理施設の高放射性廃液貯蔵場(HAW)にて実施している。本論文においては、本研究の概要、HALW貯槽からの放射線特性に関するシミュレーションによる予備評価、今後の研究計画について報告する。なお、本研究は、文部科学省からの核セキュリティ強化等推進事業費により実施する。

論文

硝酸プルトニウム溶液に対するINVS測定不確かさの改善

牧野 理沙; Swinhoe, M. T.*; 鈴木 久規; 池田 敦司*; Menlove, H. O.*; 清水 靖之; 中村 仁宣

核物質管理学会(INMM)日本支部第35回年次大会論文集(インターネット), 9 Pages, 2015/01

在庫サンプル測定システム(INVS)は、プルトニウム転換技術開発施設の査察において採取されたサンプル中のMOX粉末またはPu溶液中のPu量を測定する非破壊測定装置であり、31.3%の比較的高い検出効率を有している。現在のINVSの測定不確かさは、3-5%程度であるが、仮に測定の不確かさを1%以下まで改善することができれば、計量管理に用いる破壊分析の低減、Puの迅速確定、Kエッジデンシトメトリー(KEDG)の代替機器としての活用等、種々の効果が期待できる。本研究では、INVSの高精度化を目的として、実際の硝酸Pu溶液(再処理施設で通常用いられている濃度範囲に限定)を用いた校正試験を、3つの手法(キャリブレーションカーブ法、known-$$alpha$$法及びマルチプリシティ法)を適用して行った。なお、実試料の測定に先立ち、検出器の最適なパラメータ及び測定位置を確認する特性試験を行い、最適化されたパラメータを用いて校正を行った。校正試験の結果、それぞれの手法において不確かさに違いはあるものの、計数値とPu量との間に良い相関があることを確認した。特にキャリブレーションカーブ法が最も相関がよく、結果として1%以下の測定不確かの測定ができる見通しを得ることができた。溶液の測定は、様々な因子(濃度,酸濃度及び容量)が影響を与えるため、その結果についても合わせて考察を行った。

論文

東海再処理施設における核セキュリティのための工程監視データ活用に関する提案

木村 隆志; 清水 靖之; 山崎 勝幸; 遠藤 雄二; 中村 仁宣

核物質管理学会(INMM)日本支部第34回年次大会論文集(インターネット), 8 Pages, 2013/10

IAEAからの核セキュリティにかかる提案(INFCIRC225/rev.5)に述べられている計量管理を除くほとんどの要件が、2012年3月に再処理事業規則に取り入れられた。このため、東海再処理施設では、その再処理事業規則に基づく要件を満足させるため、ハードやソフト対応を2年以内に完了させる予定である。東海再処理施設では、再処理事業規則に基づく強化措置とは別に、施設の安全管理を目的とした工程監視データを核セキュリティにも利用することでより有効でかつ効率的な核セキュリティを確立するのに役立つと考えている。運転状態を確認するため、異常な変動を含む工程監視データを連続的に観察していることから、このデータは、工程監視のみならず妨害破壊行為や不法移転のリスクの検知に活用できると考えられる。本発表では、将来に向け、施設者の観点から、核物質防護と工程監視データを融合させ、より有効かつ効率的な核セキュリティの手法を提案するものである。

論文

The Possible interplanetary transfer of microbes; Assessing the viability of ${it Deinococcus}$ spp. under the ISS environmental conditions for performing exposure experiments of microbes in the Tanpopo mission

河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; et al.

Origins of Life and Evolution of Biospheres, 43(4-5), p.411 - 428, 2013/10

 被引用回数:29 パーセンタイル:78.06(Biology)

In the Tanpopo mission, we have proposed to carry out experiments on capture and space exposure of microbes at the Exposure Facility of the Japanese Experimental Module of the International Space Station (ISS). Microbial candidates for the exposure experiments in space include ${it Deinococcus}$ spp. We have examined the survivability of ${it Deinococcus}$ spp. under the environmental conditions in ISS in orbit. A One-year dose of heavy-ion beam irradiation did not affect the viability of ${it Deinococcus}$ spp. within the detection limit. Exposure of various thicknesses of deinococcal cell aggregates to UV radiation revealed that a few hundred micrometer thick aggregate of deinococcal cells would be able to withstand the solar UV radiation on ISS for 1 year. We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that microbial cells can aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and we named it "massapanspermia".

論文

Utilization of process monitoring data in the Tokai Reprocessing Plant for future nuclear security

清水 靖之; 山崎 勝幸; 木村 隆志; 遠藤 雄二; 中村 仁宣

Proceedings of INMM 54th Annual Meeting (CD-ROM), 7 Pages, 2013/07

IAEAからの核セキュリティにかかる提案(INFCIRC225/rev.5)に述べられている計量管理を除くほとんどの要件が、2012年3月に再処理事業規則に取り入れられた。このため、東海再処理施設では、その再処理事業規則に基づく要件を満足させるため、ハードやソフト対応を2年以内に完了させる予定である。東海再処理施設では、再処理事業規則に基づく強化措置とは別に、施設の安全管理を目的とした工程監視データを核セキュリティにも利用することでより有効でかつ効率的な核セキュリティを確立するのに役立つと考えている。運転状態を確認するため、異常な変動を含む工程監視データを連続的に観察していることから、このデータは、工程監視のみならず妨害破壊行為や不法移転のリスクの検知に活用できると考えられる。本発表では、将来に向け、施設者の観点から、核物質防護と工程監視データを融合させ、より有効かつ効率的な核セキュリティの手法を提案するものである。

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

Progress in physics and technology developments for the modification of JT-60

玉井 広史; 松川 誠; 栗田 源一; 林 伸彦; 浦田 一宏*; 三浦 友史; 木津 要; 土屋 勝彦; 森岡 篤彦; 工藤 祐介; et al.

Plasma Science and Technology, 6(1), p.2141 - 2150, 2004/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:6.89(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60定常高ベータ化計画(JT-60改修計画)の最重要課題は高ベータ,臨界クラスのパラメータを持つ高性能プラズマの100秒程度以上の維持を実証することである。このため、高ベータプラズマを達成するためのプラズマパラメータや運転シナリオ,制御手法の検討を行うとともに、超伝導磁場コイルの要素技術の開発を始め、放射線遮蔽や真空容器等の設計検討及び試験開発を行い、その成立性を確認した。本発表は、以上の物理・工学設計と試験開発の進捗状況を詳述する。

論文

Objectives and design of the JT-60 superconducting tokamak

石田 真一; 阿部 勝憲*; 安藤 晃*; Chujo, T.*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 後藤 誠一*; 花田 和明*; 畑山 明聖*; 日野 友明*; et al.

Nuclear Fusion, 43(7), p.606 - 613, 2003/07

原型炉の経済性と環境適合性のさらなる向上を図るため、大学等との連携協力によりJT-60を超伝導トカマクへ改修する計画を推進している。目的は、原型炉と同様に強磁性体である低放射化フェライト鋼をプラズマの近くに設置して、高ベータで自発電流割合が高く、高度なダイバータ熱粒子制御を持ち、ディスラプション頻度の少ない定常運転を実現することである。JT-60の既存設備を最大限活用し、新たに導入する超伝導トロイダル及びポロイダル磁場コイルを用いて、主半径2.8m,プラズマ電流4MA,トロイダル磁場3.8Tの高非円形かつ高三角度配位のシングルヌル・プラズマの100秒運転を行う。原型炉の設計例から設定された高い達成目標の実現を目指し、高ベータプラズマ制御,高性能・高自発電流プラズマ制御,ダイバータ熱粒子制御、及びフェライト鋼のプラズマ適合性の実証という重要課題に取り組むことができるよう設計を行った。

論文

Objectives and design of the JT-60 superconducting tokamak

石田 真一; 阿部 勝憲*; 安藤 晃*; Cho, T.*; 藤井 常幸; 藤田 隆明; 後藤 誠一*; 花田 和明*; 畑山 明聖*; 日野 友明*; et al.

Nuclear Fusion, 43(7), p.606 - 613, 2003/07

 被引用回数:33 パーセンタイル:71.47(Physics, Fluids & Plasmas)

原型炉の実現に向けて経済性と環境適合性の向上を図るため、大学等との連携協力によりJT-60を超伝導トカマクへ改修する計画を推進している。目的は、原型炉で想定されているように、強磁性体である低放射化フェライト鋼をプラズマの近くに設置して、高ベータで自発電流割合が高く、高度なダイバータ熱粒子制御をもち、ディスラプション頻度の少ない定常運転を実現することである。新たに導入する超伝導トロイダル及びポロイダル磁場コイルを用いて、主半径2.8m,プラズマ電流4MA,トロイダル磁場3.8Tの高非円形かつ高三角度配位のシングルヌル・プラズマの100秒運転を行う。既存のJT-60設備を最大限に生かし、原型炉の設計例から設定された高い達成目標の実現に向けて、高ベータプラズマ制御,高性能・高自発電流プラズマ制御,ダイバータ熱粒子制御、及びフェライト鋼のプラズマ適合性の実証という克服すべき課題に取り組むための設計を行った。

論文

Multi-quasiparticle states and ${it K}$-forbidden transitions in $$^{183}$$Os

静間 俊行; 松浦 勝之*; 藤 暢輔; 早川 岳人; 大島 真澄; 初川 雄一; 松田 誠; 古野 興平*; 佐々木 康之*; 小松原 哲朗*; et al.

Nuclear Physics A, 696(3-4), p.337 - 370, 2001/12

 被引用回数:18 パーセンタイル:72.34(Physics, Nuclear)

$$^{183}$$Osの高スピン状態を、170Er(18O,5n)反応を用いて生成した。その結果、5つの回転バンドを新たに観測し、gファクターから準粒子配位を決定した。また、励起状態 5000MeV程度に、2つの核異性体を観測した。その内の1つは、K量子数43/2を有し、基底状態回転帯(K=9/2)へ、K量子数の差17を伴う遷移をしていることが明らかになった。本論文では、量子力学的トンネリグ模型を用いて、この核異性体の崩壊機構を解明する。

口頭

In-air micro-PIXEを用いた肺組織における吸入アスベストと金属の解析

清水 泰生*; 土橋 邦生*; 草壁 孝彦*; 長嶺 竹明*; 及川 将一*; 佐藤 隆博; 芳賀 潤二*; 大久保 猛; 石井 保行; 神谷 富裕; et al.

no journal, , 

大気マイクロPIXEにより、アスベストや金属吸入によって引き起こされた肺癌や肺線維症の組織中のアスベストやさまざまな吸引金属の分布と種類を調べた。その結果、Si, Mg, Feを主体としたアスベスト小体の肺組織中の2次元分布の測定に成功し、細胞浸潤とその炎症部位を肺細胞組織中で2次元的に明らかにすることができた。また、アスベスト肺と診断された患者の中にはアスベスト以外にTi, Niなどを吸入していることを明らかにした。

口頭

ふげんMOX使用済燃料再処理試験,8; ハルモニタの適用性評価,1; 破壊分析によるハルピース中のPu, Cm, U測定

鈴木 豊; 久野 剛彦; 根本 弘和*; 岡野 正紀; 後藤 雄一; 五十嵐 万人*; 清水 靖之; 須田 静香; 山田 敬二; 綿引 優

no journal, , 

東海再処理施設では、使用済燃料集合体の端末(エンドピース)及び燃料被覆管のせん断片(ハル)に移行するPuを定量するため、ハルモニタによる非破壊測定のフィールド試験を行っている。ハルモニタは、中性子計測法により測定したキュリウム244量とORIGEN計算コードにより求めた当該使用済燃料のPu/キュリウム244比から、使用済燃料のハルに移行するPu量を間接的に求めている。このため、ハル中のPu及びキュリウム244量を破壊分析により測定し、ハル中のPu/キュリウム244比を求め、ハルモニタとの比較分析を行うことで、ハルモニタの信頼性の評価が可能となる。また、保障措置分析の観点から、ハル中のPu, Uの定量分析が求められている。本研究では、新型転換炉「ふげん」MOX燃料及びUO$$_{2}$$燃料のハルピース中のPu, Cm, U量を破壊分析により測定した。

口頭

特発性間質性肺炎肺組織における吸入粉塵のFas蛋白質発現に与える影響の検討

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

no journal, , 

特発性間質性肺炎は原因不明の肺線維症であるが、粉塵吸入は病気の発症や進展にかかわると考えられている。大気マイクロPIXEを用いて特発性間質性肺炎組織における粉塵の分布を測定し、Fas蛋白の発現との関連を調べたところ、症状の進展に粉塵吸入が関与している可能性があることが示唆された。

口頭

Effectiveness of a combination of ML-EM and STIM-CT in PIXE-CT for biological specimens

佐藤 隆博; 江夏 昌志; 香西 直文; 清水 泰生*; 土橋 邦生*; 加田 渉; 横山 彰人; 大久保 猛; 山崎 明義; 石井 保行; et al.

no journal, , 

PIXE-CTにおけるML-EMによる画像再構成においては、STIM-CTによって、入射粒子のエネルギー変化やX線の吸収を推定しなければならない。TIARAの3MeV, $$phi$$1$$mu$$mのプロトンマイクロビームを用い、試料を18$$^{circ}$$ずつ360$$^{circ}$$回転した場合に、その妥当性と期待される空間分解能を計算評価した。この計算においては、二次元の密度のSheppファントムを用いた。その結果、この方法がPIXE-CTの定量において、表面の強調を抑えるために有効であることがわかった。

口頭

特発性間質性肺炎患者気管支鏡採取組織での、大気microPIXEによる肺内微粒子の元素解析と発症との関与

土橋 邦生*; 清水 泰生*; 松崎 晋一*; 石塚 全*; 森 昌朋*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 横山 彰人; 大久保 猛; 石井 保行; et al.

no journal, , 

特発性間質性肺炎の発症の原因を解明するため、患者から気管支鏡により採取した微量組織をmicro-PIXEを用いて測定することにより、粉塵吸入の関与を検討した。自動車駐車場の管理人では、Siに一致して、Fe, Mg, Al, Ti, Co, Cr, V, Caなど多種類の金属が検出され、これらはいずれもディーゼル排気中や高速道路沿いの住民などに多く検出される金属であった。本患者では、職場での粉塵吸入と考えられ、これらの金属が線維化の発症に関与している可能性が示された。このように、micro-PIXEを使用すれば、気管支鏡のような微量検体から、患者の粉塵吸入の有無が推定でき、今まで原因不明とされていた患者の中に、職業性粉塵吸入が原因の患者を判別できる可能性が開かれた。

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