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論文

Neutron scattering studies on short- and long-range layer structures and related dynamics in imidazolium-based ionic liquids

根本 文也*; 古府 麻衣子; 長尾 道弘*; 大石 一城*; 高田 慎一; 鈴木 淳市*; 山田 武*; 柴田 薫; 上木 岳士*; 北沢 侑造*; et al.

Journal of Chemical Physics, 149(5), p.054502_1 - 054502_11, 2018/08

 被引用回数:12 パーセンタイル:72.95(Chemistry, Physical)

Alkyl-methyl-imidazolium ionic liquids C$$n$$mimX ($$n$$: alkyl-carbon number, X: anion) have short-range layer structures consisting of ionic and neutral (alkylchain) domains. To investigate the temperature dependences of the interlayer, interionic group, and inter-alkylchain correlations, we have measured the neutron diffraction (ND) of C$$n$$mimPF$$_6$$ ($$n$$ = 16, 9.5, 8). The quasielastic neutron scattering (QENS) of C16mimPF$$_6$$ was also measured to study the dynamics of each correlation. C16mimPF$$_6$$ shows a first-order transition between the liquid (L) and liquid crystalline (LC) phases at $$T_{rm c}$$ = 394 K. C8mimPF$$_6$$ exhibits a glass transition at $$T_{rm g}$$ = 200 K. C9.5mimPF$$_6$$ has both transitions at $$T_{rm c}$$ = 225 K and $$T_{rm g}$$ = 203 K. In the ND experiments, all samples exhibit three peaks corresponding to the correlations mentioned above. The widths of the interlayer peak at ca. 0.2 $AA$^{-1}$$ changed drastically at the L-LC transitions, while the interionic peaks at ca. 1 $AA$^{-1}$$ exhibited a small jump at $$T_{rm c}$$. The peak position and area of the three peaks did not change much at the transition. The structural changes were minimal at $$T_{rm g}$$. The QENS experiments demonstrated that the relaxation time of the interlayer motion increased tenfold at $$T_{rm c}$$, while those of other motions were monotonous in the whole temperature region. The structural and dynamical changes are characteristic of the L-LC transition in imidazolium-based ionic liquids.

論文

Nitrogen $$K$$-edge soft X-ray natural circular dichroism of histidine thin film

泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; et al.

Journal of Physics; Conference Series, 502(1), p.012038_1 - 012038_4, 2014/04

 被引用回数:1 パーセンタイル:60.31

We report natural circular dichroism (NCD) spectrum of an amino acid, L-histidine, thin film in the nitrogen $$K$$-edge energy region. Three positive NCD peaks were observed at 399.9, 401.5, and around 407 eV. The first two peaks were assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and the other was assigned to the 1$$s$$ $$rightarrow$$ $$pi$$$$^{*}$$ transition of the nitrogen atoms in imidazole ring and amino group. Imidazole ring and amino group are positioned at the side chain distant from and next to the asymmetric carbon, respectively. This result suggests that NCD spectroscopy in the soft X-ray region can selectively pick up the information on local structure around specific atoms, regardless of the position of atoms in molecules. It is interesting in view of application of NCD spectroscopy in the soft X-ray region to investigation of protein structures

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

Characteristic oxygen $$K$$-edge circular dichroism spectra of amino acid films by improved measurement technique

泉 雄大*; 田邊 真依子*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 中川 和道*

Journal of Chemical Physics, 138(7), p.074305_1 - 074305_10, 2013/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:24.61(Chemistry, Physical)

軟X線エネルギー領域における円二色性分光法は、キラル材料の局所構造を研究するための新しいツールである。われわれは、酸素$$K$$吸収端エネルギー領域でアミノ酸L-チロシン、L-アスパラギン酸の薄膜のCDスペクトルが高い精度の測定することに成功した。また、L-アラニンとL-セリンのフィルムとの比較検討を行った。これらのアミノ酸の共通部分であるCOO$$^{-}$$の酸素について、各アミノ酸の局部形状を反映したCDスペクトルを得たので報告する。

論文

ITPA会合報告,29

諫山 明彦; 榊原 悟*; 古川 勝*; 松永 剛; 山崎 耕造*; 渡邊 清政*; 井戸村 泰宏; 坂本 宜照; 田中 謙治*; 田村 直樹*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 86(6), p.374 - 377, 2010/06

この会合報告は、2010年春に開催された国際トカマク物理活動(ITPA)の会合報告を取りまとめたものである。取りまとめたトピカルグループは"MHD安定性", "輸送と閉じ込め物理", "統合運転シナリオ", "ペデスタル物理"及び"高エネルギー粒子物理"の計5グループである。報告内容は、各トピカルグループの国内委員により、各会合で発表されたITER実現に向けた物理課題の解析結果や装置間比較実験報告、また次回会合までに行うべき課題などについてである。

論文

ITPA(国際トカマク物理活動)会合報告,27

長壁 正樹*; 篠原 孝司; 東井 和夫*; 藤堂 泰*; 濱松 清隆; 村上 定義*; 山本 聡*; 井戸村 泰宏; 坂本 宜照; 田中 謙治*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 85(12), p.839 - 842, 2009/12

この会合報告は、2009年秋に開催された国際トカマク物理活動(ITPA)の会合報告を取りまとめたものである。取りまとめたトピカルグループは"高エネルギー粒子物理", "輸送と閉じこめ物理", "ペデスタル物理", "MHD安定性", "計測"、及び"統合運転シナリオ"の計6グループである。報告内容は、各トピカルグループの国内委員により、各会合で発表されたITER実現に向けた物理課題の解析結果や装置間比較実験結果報告、また次回会合までに行うべき課題などについてである。

論文

ITPA(国際トカマク物理活動)会合報告,24

井戸村 泰宏; 吉田 麻衣子; 矢木 雅敏*; 田中 謙治*; 林 伸彦; 坂本 宜照; 田村 直樹*; 大山 直幸; 浦野 創; 相羽 信行; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 84(12), p.952 - 955, 2008/12

2008年の秋季に、ITPAに関する6つの会合(「輸送と閉込め物理」,「周辺及びペデスタル物理」,「MHD安定性」,「統合運転シナリオ」,「高エネルギー粒子物理」,「スクレイプオフ層及びダイバータ物理」)が開催された。前回までのグループが再編成されグループ名も改称されるとともに、新議長,新副議長が就任し、各国の委員も更新された。各会合の詳細と次回会合の予定(開催日程,場所)等を報告する。

口頭

アスパラギン酸の軟X線自然円二色性スペクトル測定

泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田邊 真依子*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*

no journal, , 

光学異性体が左右の円偏光に対して示す吸収断面積の差を自然円二色性(NCD)と呼ぶ。本研究では、側鎖にカルボキシル基を持つアミノ酸であるアスパラギン酸(Asp; HOOC-CH$$_{2}$$-CH(NH$$_{3}$$$$^{+}$$)COO$$^{-}$$)のNCDスペクトルを酸素K殻領域で測定した。実験はSPring-8 BL25SUにおいて行い、L-及びD-Aspの蒸着膜に左右の円偏光を1Hzで切り替えながら照射し、透過法を用いてそれぞれの円偏光に対する吸収スペクトルを測定した。L-Aspでは532.2eVとに533.3eVに近接した2つのNCDピーク(COO-1s$$rightarrow$$$$pi$$*)が確認された。

口頭

アスパラギン酸の軟X線自然円二色性スペクトル

泉 雄大*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 田邊 真依子*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*

no journal, , 

生体アミノ酸が共通して持つCOO$$^{-}$$酸素1s$$rightarrow$$$$pi$$$$^{*}$$遷移に帰属される自然円二色性(NCD)スペクトルは、アミノ酸の種類(側鎖の違い)によって異なる強度,符号を示す可能性がある。本研究ではSPring-8 BL25SUで、L-Asp, D-Aspの真空蒸着膜を試料としてNCDスペクトル測定を行った。L-Aspは、光子エネルギーの増加とともに、負から正に転じるNCDを示したのに対し、L-Serは正から負に転じるNCD, L-Alaは負のみのNCDを示した。

口頭

Soft X-ray natural circular dichroism of aspartic acid and tyrosine

泉 雄大*; 田邊 真依子*; 今津 亜季子*; 三本 晶*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*

no journal, , 

酸素原子の付近で対掌性構造を調べるために、われわれは酸素K-端地域でアスパラギン酸(Asp)とチロシン(Tyr)の軟X線自然円偏光二色性(SXNCD)を測定した。SXNCD測定は、SPring-8のBL25SU beamlineで実行した。特に533eVのまわりで酸素COO$$^{-}$$1s$$pi$$$$^{*}$$遷移に着目した。ランダム配意試料を用い、E1E2メカニズムを排し、E1M1だけを検出した。

口頭

側鎖に窒素を含むアミノ酸の窒素K殻吸収端自然円二色性スペクトルの測定

泉 雄大*; 田邊 真依子*; 桃木 洋平*; 中川 和道*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*

no journal, , 

軟X線領域における自然円二色性(NCD)スペクトルは、選択的に励起された元素近傍の立体構造を反映する。本研究では、ヒスチジンのNCDスペクトルを窒素K殻吸収端領域で測定した。不斉中心である$$alpha$$-炭素に直接結合する原子だけではなく、不斉中心から離れた原子由来のNCDシグナルも観測可能であるという他のアミノ酸についてなされた理論計算結果を定性的に実証したと結論した。

口頭

ITER/DEMOを見据えた実平衡トカマクプラズマの第一原理乱流輸送シミュレーション

仲田 資季; 本多 充; 吉田 麻衣子; 浦野 創; 前山 伸也; 沼波 政倫*; 渡邉 智彦*

no journal, , 

ITERやDEMOに代表される大規模な燃焼プラズマの輸送特性の解析・予測においては、核融合プラズマの第一原理モデルであるジャイロ運動論に基づいた乱流輸送シミュレーションが有効であり、その定量予測性能の検証が近年の課題となっている。本研究では、乱流シミュレーションコードGKV-Jへ実トカマク形状効果を新たに導入し、JT-60Uトカマクに対する第一原理的乱流輸送シミュレーションを実現した。イオン種に加え、通過/捕捉電子も運動論的に取り扱うことにより、半径位置 に応じた微視的不安定性の同定が可能となり、それらが駆動する乱流中のゾーナルフロー形成過程や熱・粒子に関する乱流輸送特性が明らかとなった。拡張されたGKV-Jによる乱流シミュレーション結果は、従来の流体輸送モデルでは定量性を著しく欠いていた領域に対しても、イオン/電子熱輸送レベルに関する実験結果をよく再現することに成功している。加えて、JT-60SA配位での乱流輸送における形状度の影響を同定することにも成功した。

口頭

Gyrokinetic Vlasov simulations of ITG-TEM driven turbulent transport on realistic tokamak equilibrium

仲田 資季; 本多 充; 吉田 麻衣子; 浦野 創; 前山 伸也; 沼波 政倫*; 渡邉 智彦*

no journal, , 

ITERやDEMOに代表される次世代の燃焼プラズマの乱流輸送特性の解明と予測には、核融合プラズマの第一原理モデルであるジャイロ運動論に基づいた乱流輸送シミュレーションが不可欠である。本研究では、著者らが開発している第一原理乱流シミュレーションコードGKV-Jを駆使して、実際のJT-60Uトカマク平衡を用いたITG-TEM駆動乱流輸送シミュレーションを実現した。まず、微視的線形安定性解析により、プラズマ内側領域ではITGモード、中間領域ではITG-TEMモード、外側領域ではTEMモードが支配的となることを同定した。次に非線形乱流輸送シミュレーションを実施し、GKV-Jのシミュレーション結果が従来の流体輸送モデルでは定量性を著しく欠いていた領域に対しても、イオン/電子熱輸送レベルに関する実験結果をよく再現することを確認した。また、詳細な乱流データの解析により、イオン/電子熱輸送、粒子輸送といったそれぞれの輸送チャンネルに対して異なる乱流/ゾーナルフロー強度の依存性が存在することが明らかになった。

口頭

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*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; 中川 和道*; 谷川 能章*; 桃木 洋平*; et al.

no journal, , 

To investigate the interplanetary transfer of life, numerous exposure experiments have been carried out on various microbes in space since the 1960s. 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.: ${it D. radiodurans}$, ${it D. aerius}$, and ${it D. aetherius}$. We have examined the survivability of ${it Deinococcus}$ spp. under the environmental conditions in ISS orbit (i.e., long exposure to heavy-ion beams, temperature cycles, vacuum and UV irradiation). We concluded that aggregated deinococcal cells will survive the yearlong exposure experiments. We propose that the microbial cells aggregate as an ark for the interplanetary transfer of microbes, and named it "Massapanspermia".

口頭

宇宙環境下での${it Deinococcus}$属の生存能力の検証(たんぽぽ計画)

河口 優子*; Yang, Y.*; 村野 由佳*; 原田 美優*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 高須 昌子*; 鳴海 一成*; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; et al.

no journal, , 

微生物が凝集体状で長期にわたり宇宙空間で生存が可能であることを検証することを目的とした。放射線耐性菌である${it Deinococcus}$属の凝集体を作製し、紫外線耐性を調べた。乾燥した菌体を異なる厚み(1-2000$$mu$$m)に調整し、凝集体とした。宇宙空間で照射される波長領域であるVacuum UV(172nm)、UV-C (254nm)、UV-B(280-315nm)を真空下で凝集体に照射した。その後各凝集体の生存率を計測した。その結果、全ての紫外線照射下での${it Deinococcus}$属の生存率は、凝集体の厚みに依存した。さらに実験値をもとに照射強度と厚みと生存率の関係をモデル化した。全ての波長領域において1$$mu$$m(単層)では生存率が急速に低下した。しかし数mmあれば照射強度が増加しても高い生存率を示した。これは微生物の凝集体の側面の細胞は死滅するが紫外線を遮蔽し、内部の細胞は生存が可能であることが示している。このことから、微生物が凝集体を担体として宇宙空間を移動可能であるとするmasa-pansperumiaを提唱する。

口頭

Experimental demonstration of neutron resonance measurement using laser-driven neutron source

Lan, Z.*; 余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 早川 岳人*; 小泉 光生; Wei, T.*; Shi, B.*; 石本 崇*; Golovin, D.*; 森 隆人*; et al.

no journal, , 

High penetration power of neutrons is potentially useful for realizing opaque object analysis in non-destructive way. Large-scale particle accelerators and nuclear reactors are mostly used for development of neutron analyzing method. A Laser-Driven Neutron Source (LDNS) has been proposed as a new approach of neutron generation for non-destructive analysis. Demonstration experiments on neutron resonance measurement ware performed at ILE, Osaka Univ., Japan. The Peta-watt laser LFEX was used to shoot a CD (deuterated plastic) foil target to produce accelerated charged deuterons. Neutrons are generated by nuclear reaction between a cylindrical beryllium and the accelerated deuteron, and then moderated by a high-density polyethylene (HDP). Neutrons of 1$$sim$$20 eV were observed with a neutron detector at a 1.8 m using neutron resonance diagnosis technology. This report describes the results of the first experimental demonstration.

口頭

Pulsed neutron source and its applications realized by laser

余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 岩本 晃史*; 早川 岳人*; 小泉 光生; Golovin, D.*; 森 隆人*; Lan, Z.*; et al.

no journal, , 

大阪大学のLFEXレーザー施設において、大強度レーザーを用いたパルス中性子源(LDNS)の開発およびそれを利用した応用研究を進めている。レーザーは、パルス巾が1.5psで、最大出力は、1kJ(1.5$$times$$10$$^{19}$$ Wcm$$^{-2}$$である。開発した中性子源は1cm程度の大きさで、数十マイクロメータに収束したレーザーをターゲットに照射し、それによって生成したMeVもの高速イオン(水素や重水素粒子)を直径5mmのベリリウムに当てて、核反応により中性子を生成するものである。中性子の生成量は、1ショットあたり10$$^{11}$$で、この生成量は、入射エネルギーの4乗で増加することが分かった。さらに、生成した中性子を数cmの大きさのモデレータで減速させ、離れた位置に設置した中性子検出器により、中性子発生から検出までの飛行時間を測定するTOF測定を行った。試料を透過させて中性子の減衰を調べる実験を行った結果、核反応の共鳴による減衰の観測に成功した。

口頭

The Development of laser-driven epithermal neutron source for resonance spectral diagnostics, 2

Lan, Z.*; 余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 早川 岳人*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Golovin, D.*; 森 隆人*; Wei, T.*; et al.

no journal, , 

Neutron resonance diagnosis technology has been developed on reactors and accelerators for over ten years. By employing neutron beams with high transmittance, it is possible to analyse elementary composition, internal temperature and shock waves of thick objects in a non-destructive way. We developed a new approach to generate short-pulse epithermal neutron beams using relativistic intensity laser for the neutron resonance spectral diagnosis, which is known as Laser-driven Epithermal Neutron Source (LDENS). The neutron resonance measuring experiment was implemented at ILE, Osaka Univ. with peta-watt laser LFEX. The experimental results in 2020 demonstrated that LDENS is applicable for neutron resonance measurement. In 2021 experiments, we developed the system to record neutron spectrum with higher quality. Multiple resonance peaks of various isotopes with different temperature were clearly measured. The presentation will introduce the experimental results and discussions including characteristic evaluation of LDENS and temperature dependency of neutron resonance peaks.

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