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論文

Impacts of friction stir processing on irradiation effects in vacuum-plasma-spray coated tungsten

小沢 和巳; 谷川 博康; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2054 - 2057, 2015/10

 被引用回数:1 パーセンタイル:12.03(Nuclear Science & Technology)

低放射化フェライト鋼(F82H)は先進核融合炉の構造材料候補である。第一壁ならびにダイバータではプラズマスパッタ抑制のため、タングステン被膜が必須とされている。F82H鋼に、真空プラズマ溶射法でタングステン(W)を皮膜し、その後摩擦攪拌処理(FSP)にて強化した試料に対しイオン照射実験を実施し、WとF82Hの各要素のイオン照射後の硬さと微細組織に及ぼす細粒化の影響を調べた。これまでの結果からは、800$$^{circ}$$C、5.4dpaでイオン照射したFSP-W皮膜の顕著な照射硬化は認められていない。

論文

Modification of vacuum plasma sprayed tungsten coating on reduced activation ferritic/martensitic steels by friction stir processing

谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; Noh, S.*; 藤井 英俊*

Fusion Engineering and Design, 98-99, p.2080 - 2084, 2015/10

 被引用回数:7 パーセンタイル:60.95(Nuclear Science & Technology)

核融合炉内機器のプラズマ対向壁材料として有力視されているタングステン(W)皮膜形成法として真空プラズマ溶射(VPS)法が現実的手法として期待されている。しかし、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。そこで本研究では、VPS-W皮膜の摩擦撹拌処理(FSP)による強化を試みた。その結果、FSP処理により空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。

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

Research and development of a super fast reactor, 8; Heat transfer experiments around a simulated fuel rod with supercritical pressure water

江里 幸一郎; 秋場 真人; 榎枝 幹男; 鈴木 哲; 関 洋治; 谷川 尚; 鶴 大悟; 森 英夫*; 岡 芳明*

Proceedings of 16th Pacific Basin Nuclear Conference (PBNC-16) (CD-ROM), 6 Pages, 2008/10

現在、東京大学を中心として設計・開発が進められている軽水冷却スーパー高速炉では超臨界圧水を用いて炉心を冷却する。燃料棒被覆管表面温度の高精度予測は燃料棒健全性と主蒸気温度評価にとって重要であるが、超臨界圧水の伝熱実験は管内流において実施されたものであり、燃料棒周りのような狭隘流路の管外流における伝熱流動データはこれまでほとんど取得されていない。本報では、上記のような超臨界圧水の伝熱流動データを取得するために原子力機構に整備した伝熱流動ループの概要と、単一模擬燃料棒ヒータ周りの熱伝達実験結果を報告する。本報告は、旧電源開発促進対策特別会計法に基づく文部科学省からの受託事業として、東京大学が実施した平成18年度「軽水冷却スーパー高速炉に関する研究開発」の成果である。

論文

Effect of heat treatments on tensile properties of F82H steel irradiated by neutrons

若井 栄一; 安堂 正巳; 沢井 友次; 谷川 博康; 田口 富嗣; Stroller, R. E.*; 山本 敏雄; 加藤 佳明; 高田 文樹

Journal of Nuclear Materials, 367-370(1), p.74 - 80, 2007/08

 被引用回数:7 パーセンタイル:49.85(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合炉の実証炉等に向け、構造材料として研究開発を進めているF82H鋼(Fe-8Cr-2W-0.1C系マルテンサイト鋼)に関して、照射硬化と脆化をコントロールさせるための熱処理法の検討を行った。本研究では焼き戻し温度を750$$^{circ}$$Cから800$$^{circ}$$Cまで振り、その時間を0.5時間から10時間まで振った。これらをパラメータにして照射硬化量の変化及び引張試験温度に対する硬化量の変化を調べた。JMTR炉で微小引張試験片(SS-3タイプ)を150$$^{circ}$$Cと250$$^{circ}$$Cで約2dpaまで中性子照射を行った。照射後、引張試験を室温から500$$^{circ}$$Cまで行った。750$$^{circ}$$Cで焼き戻しを行った場合、室温試験において、硬化量が100$$sim$$240MPa程度であったが、500$$^{circ}$$Cの試験ではいずれの試料においても、硬化量がほとんどなくなった。一方、焼き戻し温度をやや高めに(780$$^{circ}$$C又は800$$^{circ}$$Cで0.5時間)した試料では、室温試験で硬化量は約300MPa程度であった。また、500$$^{circ}$$C試験では硬化量が130$$sim$$R200MPa程度まで保持された。このことから、やや高めで焼き戻し処理をした試料では、高温まで比較的安定に存在する照射欠陥クラスターが形成されていると考えられる。以上のように、照射硬化量は照射前に施す焼き戻しの温度と時間に依存して変化するため、照射硬化と脆化の抑制には熱処理法による調整が有効な方法であると考えられる。

口頭

透過法を用いて測定したアミノ酸の軟X線自然円二色性スペクトル

泉 雄大*; 桃木 洋平*; 谷川 能章*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 中川 和道*

no journal, , 

軟X線領域の自然円二色性(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し、紫外NCDよりも詳細な構造情報を得られる可能性がある。しかしながら、軟X線NCDに関する知見は十分に得られていない。本研究では、酸素K殻領域で4種類の生体アミノ酸(RCH(NH$$_{3}$$$$^{+}$$)COO$$^{-}$$)のNCDスペクトルを測定し、比較を行ったので報告する。

口頭

Microbe space exposure experiments at International Space Station (ISS) in the mission Tanpopo

河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; 谷川 能章*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; 橋本 博文*; et al.

no journal, , 

${it Bacillus}$ spores and ${it Deinococci}$ are known by their extremely high resistance against UV, $$gamma$$ rays and other radiations. ${it D. aerius}$ and ${it D. aetherius}$, that were novel deinococcal species isolated from high altitude, showed higher resistance to UV and ionizing radiations than ${it D. radiodurans}$. If microbes could be found present even at the higher altitude of low earth orbit, the fact would endorse the possible interplanetary migration of terrestrial life. We proposed the Tanpopo mission to examine possible interplanetary migration of microbes on Japan Experimental Module of the International Space Station (ISS). Dried vegetative cells of ${it D. radiodurans}$ and our novel deinococcal species are candidates for the exposure experiment. We are now testing survivals of deinococcal species under the harsh environmental conditions simulating ISS environmental conditions.

口頭

Resistance of ${it Deinococcus}$ sp. to environmental factors of International Space Station (ISS) orbit; Microbes exposure experiment at ISS in the mission "Tanpopo"

河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 清水 康之*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; 谷川 能章*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.

no journal, , 

Tanpopo mission consists of six subthemes. Two of them are on the possible interplanetary migration of microbes - capture experiment of microbes at the ISS orbit and space exposure experiment of microbes. Dried vegetative cells of ${it Deinococcus radiodurans}$ R1, ${it D. geothermalis}$, and our novel deinococcal species (${it D. aerius}$ and ${it D. aetherius}$) isolated from high altitude are the candidates for the exposure experiment. In addition, some defective mutant strains on the DNA repair systems, which might affect survivability of cells under these conditions, are candidates. We are now analyzing resistance of deinococcal species and strains to the harsh environmental conditions simulating ISS environment (exposure to heavy ion beams such as helium ions and repeated temperature change).

口頭

たんぽぽ計画; [有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]における微生物宇宙生存可能性の検討

横堀 伸一*; 河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 清水 康之*; 高橋 勇太*; 杉野 朋弘*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.

no journal, , 

熱圏を周回するInternational Space Station (ISS)を利用し、極限環境における微生物存在の検証実験を行うことを計画している。超低密度エアロゲルを長期間曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕に対して、微生物又は微生物関連生体高分子の検出を試み、ISS軌道での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と生存に影響を与える環境因子について推定を行う。宇宙曝露実験に用いる微生物として、現在、${it Deinococcus radiodurans}$(R1株とDNA修復系変異株), ${it D. aerius}$ TR0125, ${it D. aetherius}$ ST0316, ${it Nostoc}$ sp. HK-01, ${it Schizosaccharomyces pombe}$ JY3を検討している。実際の運用では、同装置は汎用曝露装置に固定され、きぼう与圧部エアロックからロボットアームによって同曝露部に設置され、一定時間曝露された後に再度同ルートで回収、有人帰還船に搭載して地球に帰還する予定である。

口頭

たんぽぽ計画[有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]の準備状況と微生物宇宙生存可能性の検討

横堀 伸一*; 河口 優子*; Yang, Y.*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 清水 康之*; 高橋 勇太*; 杉野 朋弘*; 鳴海 一成; 佐藤 勝也; et al.

no journal, , 

地地球以外の天体に生命(又はその痕跡)を探そうとする研究、探査が盛んに行われるようになってくるとともに、「パンスペルミア仮説」が再考されている。そのようなパンスペルミアがそもそも可能であるかを検討するため、微生物の宇宙空間曝露実験による生命の宇宙空間での長期間生存可能性の検証が行われてきた。われわれは、ISS-JEM(国際宇宙ステーション・日本実験棟)曝露部上での微生物と生命材料となり得る有機化合物の天体間の移動の可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を提案し[たんぽぽ:有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]、2013年度に実験開始を実現するため、準備を進めている。超低密度エアロゲルを長期間(1年以上)曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集するとともに、新規に開発したエアロゲルの利用可能性を検証する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕(トラック)に対して、微生物又は微生物関連生体高分子(DNA等)の検出を試み、ISS軌道(高度約400km)での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と生存に影響を与える環境因子について推定を行う。

口頭

たんぽぽ(地球と宇宙空間の微生物と有機物の双方向伝播)WG報告; 微生物と有機物の宇宙曝露

横堀 伸一*; 小林 憲正*; 三田 肇*; 薮田 ひかる*; 中川 和道*; 鳴海 一成; 林 宣宏*; 富田 香織*; 河口 優子*; 清水 康之*; et al.

no journal, , 

現在準備を進めている国際宇宙ステーション(ISS)日本実験棟(JEM)の曝露部での宇宙実験「有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集(たんぽぽ)」の中の、微生物と有機物の宇宙曝露実験についてその進行状況を報告する。微生物宇宙曝露実験は、生物の長期宇宙生存可能性の検討、有機物宇宙曝露実験は、宇宙起源の生命の起原に関連する有機物の宇宙での変成を検討する。微生物、有機物の双方について、宇宙曝露サンプルをほぼ選定を終え、宇宙曝露実験に対する地上対照データの収集を引き続き進めている。また、これらのサンプルの宇宙曝露方法についても、検討を行っている。

口頭

たんぽぽ計画[有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]の準備状況と微生物宇宙生存可能性の検討

横堀 伸一*; 河口 優子*; 清水 康之*; 川尻 成俊*; 白石 啓祐*; 杉野 朋弘*; 高橋 勇太*; Yang, Y.*; 谷川 能章*; 橋本 博文*; et al.

no journal, , 

ISS-JEM(国際宇宙ステーション・日本実験棟)曝露部上での微生物と生命材料となり得る有機化合物の天体間の移動の可能性の検討と微小隕石の検出及び解析実験を提案した[たんぽぽ:有機物・微生物の宇宙曝露と宇宙塵・微生物の捕集]。現在、2014年度に実験開始を実現するため、その準備を進めている。超低密度エアロゲルを長期間(1年以上)曝露し、惑星間塵や宇宙デブリを含む微粒子を捕集するとともに、新規に開発したエアロゲルの利用可能性を検証する。捕集された微粒子とそれが形成する衝突痕(トラック)に対して、微生物又は微生物関連生体高分子(DNA等)の検出を試み、ISS軌道(高度約400km)での地球由来微生物の存在密度の上限を推定する。また、微生物を宇宙曝露することにより、微生物の宇宙環境での生存可能性と、生存に影響を与える環境因子について推定を行う。本発表では、本計画の概要と準備状況(特に微生物捕集並びに微生物宇宙曝露)等について報告する。

口頭

ヒスチジン薄膜の窒素K殻自然円二色性スペクトル

泉 雄大; 田中 真人*; 谷川 能章*; 桃木 洋平*; 岩井 美樹*; 武中 駿*; 石山 公啓*; 黒木 美沙*; 室 隆桂之*; 中川 和道*

no journal, , 

これまでに軽元素の内殻電子を選択的に励起できる軟X線領域で自然円二色性(NCD)スペクトルを測定することで、通常の吸収測定では観測できない励起原子近傍の構造情報を選択的に得られる可能性を見出した。しかしながら、これまでに観測された軟X線NCDは、不斉炭素に近い原子由来のもののみであり、不斉炭素から離れた位置にある原子由来の軟X線NCDが観測できるかどうかはわかっていなかった。そこで本研究では、アミノ酸のひとつであるL-ヒスチジン(His)薄膜のNCDスペクトルを測定し、不斉炭素から離れた位置にある原子由来のNCD観測を試みた。その結果、L-Hisのもつすべての窒素原子の内殻励起に伴うNCDピークが観測され、不斉炭素から離れた位置にある原子であっても内殻励起NCDを測定可能であることが示された。本研究の結果は、アミノ酸のような比較的小さな分子にとどまらず、タンパク質のような生体高分子においても、内殻励起NCD測定によって原子近傍の構造情報を元素選択的に取得し得ることを示唆している。

口頭

真空プラズマ溶射法で成膜し摩擦攪拌処理を施したW-F82H鋼のイオン照射後硬さと微細組織

小沢 和巳; 谷川 博康; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*

no journal, , 

先進核融合炉の構造材料候補である低放射化フェライト鋼(F82H)に、真空プラズマ溶射法でタングステン(W)を皮膜し、その後摩擦攪拌処理(FSP)を施した試料に対しイオン照射を行い、WとF82Hそれぞれの硬さと微細組織を評価した。800$$^{circ}$$C、5.4dpaの条件でFSP処理を施したW皮膜の顕著な照射硬化は認められていない。

口頭

真空プラズマ溶射タングステン皮膜の摩擦撹拌処理による強化

谷川 博康; 小沢 和巳; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*; Noh, S.*

no journal, , 

核融合炉内機器のプラズマ対抗壁材料として、高融点でスパッタ率の低いタングステン(W)が有力視されている。真空プラズマ溶射(VPS)法は、広範囲にかつ容易にW皮膜を形成できる手法として期待されているが、VPS-Wでは空孔率が高いことから、バルクWに比べて熱伝導率が著しく引く、強度も低くなる、といった課題を示している。本研究では、VPS-W皮膜を摩擦撹拌処理(FSP)による強化について検討を行った。その結果、空孔率が低く、バルクW並の強度と熱伝導率を有する細粒Wに強化することに成功した。

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

摩擦撹拌プロセス(FSP)を応用した銅の機械的強化法開発と耐照射性評価

濱口 大; 谷川 博康; 小沢 和巳; 藤井 英俊*; 森貞 好昭*

no journal, , 

純銅の機械的強化とクロムジルコニウム銅の組織改質および耐照射性向上を目的とした摩擦撹拌プロセスの工程最適条件策定のための試験を行った。試験にはOFC銅を用い、回転速度(入熱量)を50$$sim$$500RPMに変化させ回転速度の影響を調査した。その結果、回転数100および200RPMで最も粒の微細化が促進されることが明らかとなった他、硬さも最大で母相の約1.5倍まで上昇することが確認された。その一方で、今回の試験条件では、貫入深さ方向の硬さ減少が急激であり、また、ピンの長さに対して撹拌部が比較的浅いといった課題点も明らかとなった。この原因として考えられるのは、銅の熱伝導率の良さに起因するアニーリング効果と考えられ、この対処法として、プロセス中に強制冷却を行う方法(液体CO$$_{2}$$冷却法)が妥当であると考えられる。プロセス中の強制冷却は、撹拌部以外の温度上昇を抑え、早い冷却速度が要求されるクロムジルコニウム銅への適用に最適と考えられることより、今後液体CO$$_{2}$$冷却法の適用とその最適条件策定を検討中である。

口頭

摩擦攪拌プロセス(FSP)を応用したクロムジルコニウム銅合金の機械的強化法開発

濱口 大; 森貞 好昭*; 藤井 英俊*; 谷川 博康; 小沢 和巳

no journal, , 

純銅の機械的強化とクロムジルコニウム銅の組織改質および耐照射性向上を目的とした摩擦撹拌プロセスの工程最適条件策定のための試験を行った。これまでのOFC銅を用いた試験結果より、所定の回転数(入熱量)では粒の微細化が促進され、硬さも最大で母相の約1.5倍まで上昇するが、ピンの長さに対して撹拌部が比較的浅く、また回転数が低いと空隙が発生しやすくなるといった課題点も明らかとなっている。この原因は銅の熱伝導率の良さに起因するアニーリング効果と考えられ、また攪拌域の深さは入熱量(回転数)に依存することにより、プロセス中に液体CO$$_{2}$$を吹き付けることにより強制的に冷却を行い入熱量を制御する方法を適用し、同様の試験を行った。その結果、比較的低い回転数(300RPM)の場合でも空隙の形成が抑制されることや、強制冷却なしの場合に比べて高い入熱量まで攪拌域が維持されることなどが明らかとなった。これらOFC銅に対する結果と併せて、ITERグレードクロムジルコニウム銅冷却配管に対して、同様に強制冷却をしながら摩擦攪拌プロセスを施した結果についても報告する。

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。

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