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論文

Non-destructive elemental analysis of a carbonaceous chondrite with direct current Muon beam at MuSIC

寺田 健太郎*; 佐藤 朗*; 二宮 和彦*; 川島 祥孝*; 下村 浩一郎*; 吉田 剛*; 河井 洋輔*; 大澤 崇人; 橘 省吾*

Scientific Reports (Internet), 7(1), p.15478_1 - 15478_6, 2017/11

AA2017-0455.pdf:1.15MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Multidisciplinary Sciences)

電子やX線を用いた特性X線分析は基礎的化学分析手法として様々な分野で用いられている。近年、その高い透過性からミュオン捕獲特性X線を用いた分析手法が注目を集めている。我々はここに最新の強力なDCミュオン源であるMuSICを用いて行った炭素質コンドライトの分析結果について報告する。炭素を約2%含むJbilet Winselwan隕石を測定した結果、Mg, Si, Fe, O, S, Cからのミュオン捕獲特性X線を検出し、元素存在度のパターンはCMコンドライトとして無矛盾であった。本非破壊分析手法は炭素に高い感度を持つことから、C型小惑星からのサンプルが持ち帰られた場合にも、それを分析する強力な新手法となりえる。

論文

Misassigned neutron resonances of $$^{142}$$Nd and stellar neutron capture cross sections

片渕 竜也*; 松橋 泰平*; 寺田 和司; 井頭 政之*; 水本 元治*; 廣瀬 健太郎; 木村 敦; 岩本 信之; 原 かおる*; 原田 秀郎; et al.

Physical Review C, 91(3), p.037603_1 - 037603_5, 2015/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:72.21(Physics, Nuclear)

Time-of-flight spectra of the neutron capture events of $$^{142}$$Nd were measured using a spallation neutron source at the Japan Proton Accelerator Research Complex. The first six resonances of $$^{142}$$Nd reported in a previous work were not observed. The experimental results and cross-search of resonance energies in nuclear data libraries suggested that resonances of impurity nuclide $$^{141}$$Pr have been mistakenly assigned as $$^{142}$$Nd in the previous experiment. To investigate the impact of non-existence of the resonances to the s-process nucleosynthesis model, the Maxwellian averaged neutron capture cross sections with and without the misassigned resonances were compared.

論文

A New X-ray fluorescence spectroscopy for extraterrestrial materials using muon beam

寺田 健太郎*; 二宮 和彦*; 大澤 崇人; 橘 省吾*; 三宅 康博*; 久保 謙哉*; 河村 成肇*; 髭本 亘; 土山 明*; 海老原 充*; et al.

Scientific Reports (Internet), 4, p.5072_1 - 5072_6, 2014/05

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.7(Multidisciplinary Sciences)

X線の発見以来、人類は物体を透視する新たな目を獲得した。物体内部の密度分布を知ることのできる、X線ラジオグラフィと呼ばれるこの透視検査法は広範な領域で応用されている。近年、J-PARCにおいて強力なバルスミュオンビームが生成可能となり、これは新たな分析化学の領域を切り開くことができるツールである。本論文で我々はミュオン捕獲を利用した非破壊分析を報告する。我々はミュオンの運動量を報告する制御することで、mmオーダーで物体の軽元素深さ分布分析に成功し、有機物を含む隕石の分析にも成功した。今、ミュオンラジオグラフィという新たな目の利用が始まった。

論文

Cross section measurement of $$^{117}$$Sn$$(n,gamma)$$ using ANNRI-NaI(Tl) spectrometer at J-PARC

廣瀬 健太郎; 古高 和禎; 原 かおる; 原田 秀郎; 木村 敦; 北谷 文人; 小泉 光生; 中村 詔司; 大島 真澄; 藤 暢輔; et al.

JAEA-Conf 2013-002, p.173 - 178, 2013/10

The cross section for $$^{117}$$Sn$$(n,gamma)$$ reaction has been measured in the neutron energy from 1eV to 1keV using the ANNRI-NaI(Tl) spectrometer at J-PARC/MLF. The sample used in the present experiment was metal tin enriched in $$^{117}$$Sn by 87%. The impurities of $$^{116}$$Sn and $$^{118}$$Sn were 9.3% and 3%, respectively. In the data analysis, the background of the frame-overlap neutrons and the scattered neutrons were subtracted. Comparison with the evaluation of JENDL-4.0 and ENDF/B-VII.1 will be presented in the poster session.

論文

A New method for evaluating the specificity of indirect readout in protein-DNA recognition

山崎 智*; 寺田 透*; 河野 秀俊; 清水 謙多郎*; 皿井 明倫*

Nucleic Acids Research, 40(17), p.e129_1 - e129_7, 2012/09

 被引用回数:14 パーセンタイル:50.45(Biochemistry & Molecular Biology)

Proteins recognize a specific DNA sequence not only through direct contact (direct readout) with base pairs but also through sequence-dependent conformation and/or flexibility of DNA (indirect readout). However, it is difficult to assess the contribution of indirect readout to the sequence specificity. What is needed is a straightforward method for quantifying its contributions to specificity. Using Bayesian statistics, we derived the probability of a particular sequence for a given DNA structure from the trajectories of molecular dynamics (MD) simulations of DNAs containing all possible tetramer sequences. Then, we quantified the specificity of indirect readout based on the information entropy associated with the probability. We tested this method with known structures of protein-DNA complexes. This method enabled us to correctly predict those regions where experiments suggested the involvement of indirect readout. The results also indicated new regions where the indirect readout mechanism makes major contributions to the recognition. The present method can be used to estimate the contribution of indirect readout without approximations to the distributions in the conformational ensembles of DNA, and would serve as a powerful tool to study the mechanism of protein-DNA recognition.

論文

A Generalized conformational energy function of DNA derived from molecular dynamics simulations

山崎 智*; 寺田 透*; 清水 謙多郎*; 河野 秀俊; 皿井 明倫*

Nucleic Acids Research, 37(20), p.e135_1 - e135_9, 2009/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:83.42(Biochemistry & Molecular Biology)

Proteins recognize DNA sequences by two different mechanisms. The first is direct readout, in which recognition is mediated by direct interactions between the protein and the DNA bases. The second is indirect readout, which is caused by the dependence of conformation and the deformability of the DNA structure on the sequence. Various energy functions have been proposed to evaluate the contribution of indirect readout to the free-energy changes in complex formations. We developed a new generalized energy function to estimate the dependence of the deformability of DNA on the sequence. This function was derived from molecular dynamics (MD) simulations previously conducted on B-DNA dodecamers, each of which had one possible tetramer sequence embedded at its center. By taking the logarithm of the probability distribution function (PDF) for the base-step parameters of the central base-pair step of the tetramer, its ability to distinguish the native sequence from random ones was superior to that with the previous method that approximated the energy function in harmonic form. From a comparison of the energy profiles calculated with these two methods, we found that the harmonic approximation caused significant errors in the conformational energies of the tetramers that adopted multiple stable conformations.

論文

Eu isotope measurements on single SiC grains from the Murchison meteorite; A New probe of s-process conditions in parent Asymptotic Giant Branch stars

寺田 健太郎*; 伊藤 勝範*; 日高 洋*; 吉田 敬*; 岩本 信之; 青木 和光*; Williams, I. S.*

New Astronomy Reviews, 50(7-8), p.582 - 586, 2006/10

 被引用回数:6 パーセンタイル:76.4(Astronomy & Astrophysics)

Eu同位体組成は漸近巨星分枝星や超新星で起こる中性子捕獲反応を調べるうえで重要なプローブとなり得る。それは、$$^{151}$$Smと$$^{153}$$Smでの(中性子捕獲か$$beta$$崩壊かの)分岐が中性子数密度や温度に依存するためである。この研究では、高感度高分解能イオンマイクロプローブを使用して、始原隕石中のSiCグレインに対してEu同位体の組成解析を行った。そして、その結果をs過程モデルから予想されるEu同位体比と比較し、解析されたSiCグレインのEu同位体組成から漸近巨星分枝星でのs過程が起こる条件(中性子数密度や温度)に制限をつけた。

論文

Neutronics experiments for DEMO blanket at JAERI/FNS

佐藤 聡; 落合 謙太郎; 堀 順一; Verzilov, Y. M.; Klix, A.; 和田 政行*; 寺田 泰陽*; 山内 通則*; 森本 裕一*; 西谷 健夫

Nuclear Fusion, 43(7), p.527 - 530, 2003/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:60.29(Physics, Fluids & Plasmas)

原研FNSのDT核融合中性子線源を用いて、原型炉ブランケットに関する中性子工学実験を行った。ブランケット内トリチウム生成実験とシーケンシャル反応断面積測定実験を行った。「ブランケット内トリチウム生成実験」核融合原型炉の増殖ブランケット模擬体系積分実験を実施し、生成トリチウムに対する測定値と計算値の比較・検討を行った。モンテカルロ中性子輸送計算コードMCNPと核データJENDL-3.2による計算値は実験値より1.2~1.4倍過大評価であり、その原因解明のために、ベリリウムの(n, 2n)反応の二重微分断面積については再検討の必要性を示す結果が得られた。「シーケンシャル反応断面積測定実験」冷却水からの反跳陽子による冷却水配管表面のシーケンシャル反応率を、鉄,銅,チタン,バナジウム,タングステン,鉛に対して測定した。冷却水配管表面のシーケンシャル反応率は、材料自身のシーケンシャル反応率に比べて、一桁以上増加することを明らかにした。

論文

Radioactivity production around the surface of a cooling water pipe in a D-T fusion reactor by sequential charged particle reactions

堀 順一; 前川 藤夫; 和田 政行*; 落合 謙太郎; 山内 通則*; 森本 裕一*; 寺田 泰陽; Klix, A.; 西谷 健夫

Fusion Engineering and Design, 63-64, p.271 - 276, 2002/12

 被引用回数:2 パーセンタイル:80.93

核融合将来炉の廃棄物処理及び安全設計を推進するためには、核融合炉材料に対して一次中性子反応のみならずシーケンシャル反応による放射能生成過程を考慮することは重要である。特に冷却材の水によって多数の反跳陽子が生成される冷却管表面においては、シーケンシャル反応によって望ましくない放射化物の生成が顕著となることが懸念される。このような背景から、本研究では冷却水を模擬したポリエチレン板に核融合炉材料箔(V,Fe,W,Ti,Pb,Cu)を層状に積み重ねた試料に対して14MeV中性子照射を行い、シーケンシャル反応生成物である51Cr,56Co,184Re,48V,206Bi,65Znの実効生成断面積及び生成量の深さ分布を求め、計算値との比較を行った。現在解析中であるため、結果は講演にて報告する。

報告書

D-T中性子照射による低放射化フェライト鋼F82Hの放射化特性の実験的研究

寺田 泰陽*; 落合 謙太郎; 佐藤 聡; 和田 政行*; Klix, A.; 山内 通則*; 堀 順一; 西谷 健夫

JAERI-Research 2002-019, 70 Pages, 2002/10

JAERI-Research-2002-019.pdf:8.47MB

低放射化フェライト鋼 F82Hは核融合炉の有力な構造材料である。核融合中性子源FNSを用いて、F82Hの放射化特性を得ることを目的として原型炉ブランケット模擬体系に対するD-T中性子照射試験を行い、F82Hシート,クロム箔,タングステン箔における放射性核種56Mn,54Mn,51Cr,187Wの生成反応率を測定した。併せて、評価済み核データJENDL-3.2とFENDL/E-2.0を用いてモンテカルロ輸送コードMCNPによる計算値との比較検討を行った。計算結果は、56Mn,54Mn,51Crともに10~20%程度の精度で測定結果と一致した。しかし、タングステンに関しては、30~40%の精度であることがわかった。また、タングステンの放射化断面積に使用する核データによって大きく計算結果が変わり、タングステンの中性子捕獲反応の共鳴領域における断面積評価に核データによって相違があることを示唆する結果となった。

論文

Tritium measurements for $$^{6}$$Li-enriched Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$ breeding blanket experiments with D-T neutrons

Klix, A.; 落合 謙太郎; 寺田 泰陽; 森本 裕一*; 山内 通則*; 堀 順一; 西谷 健夫

Fusion Science and Technology, 41(3, Part2), p.1040 - 1043, 2002/05

核融合原型炉ブランケット増殖材の最有力候補の一つはリチウム-6濃縮チタン酸リチウムである。それゆえ、核融合中性子照射によって生成されるリチウム-6濃縮チタン酸リチウム中のトリチウム生成量を実験と計算から評価することはトリチウム増殖率の精度評価を行う際に必要である。原研FNSではベリリウムと低放射化フェライト鋼による層構造のブランケット模擬体系中にリチウム-6(95%)濃縮チタン酸リチウムペレットを設置し核融合中性子照射によって生成されるペレット中のトリチウム量を化学処理とシンチレーションカウンター法の組合せによる$$beta$$線測定を行い、トリチウムの生成量を測定し、核データとモンテカルロ輸送計算との比較を行った。実験及び計算結果から、トリチウムの全生成量精度は誤差10%程度で一致する結果を得た。また、各試料位置に対する局所的なトリチウム生成量の精度も誤差約10%程度の精度で得られており、核融合中性子のすべてのエネルギー領域に対して、トリチウム生成量の精度が10%程度の誤差範囲であることが明らかとなった。本発表にて実験体系と測定システム及び検証精度について詳細に紹介する。

口頭

Role of indirect readout in protein-DNA recognition assessed by a Bayesian approach

山崎 智*; 福井 一彦*; 河野 秀俊; 清水 謙多郎*; 皿井 明倫*; 寺田 透*

no journal, , 

Sequence-specific recognition of DNA by proteins plays a critical role in regulating gene expression. Accurate recognition is achieved by a combination of two different mechanisms. The first is direct readout, in which recognition is mediated by direct interactions between the protein and the DNA bases. The second is indirect readout, which is caused by the sequence-dependence of the conformation and deformability of the DNA structure. In our previous study, the contributions of indirect readout to binding affinity were evaluated for every tetrameric step in given protein-DNA complex structures. Using sequence-structure threading, potential energy differences between native and non-native tetrameric sequences for given tetrameric step conformation were compared. These potential energy functions were derived from the probability distribution function of its tetrameric step conformations calculated from trajectories of MD simulations of free DNAs which include all 136 types of tetramers. This gave good agreement with some experimental results, but shortage of structural sampling made the accurate estimation of distribution function difficult. In this work, we estimate the probability of occurrence of each tetrameric step sequence on given tetrameric step conformation using a Bayesian approach using the same structural dataset. We apply this approach to known protein-DNA complex structures, and assess the performance of predicting the sequence region where indirect readout makes important contribution to the binding affinity.

口頭

情報エントロピーを用いたタンパク質-DNA認識におけるindirect readoutの寄与の評価

山崎 智*; 河野 秀俊; 清水 謙多郎*; 皿井 明倫*; 寺田 透*

no journal, , 

Sequence-specific recognition of DNA by proteins plays a critical role in regulating gene expression. Accurate recognition is achieved by a combination of two different mechanisms. The first is direct readout, in which recognition is mediated by direct interactions between amino acids and DNA bases. The second is indirect readout, which is caused by the sequence-dependence of the conformation and deformability of the Drain the present study, we developed a new method for evaluating the contribution of indirect readout. This method uses the information entropy as a measure of the contribution. The entropy was calculated from the probability of DNA sequence given conformation, which was obtained by converting the probability of conformation given sequence using Bays'theorem. We used trajectories of MD simulations for free DNAs that had different tetramer sequences at the center of the sequences to calculate the probability distributions of the conformation. We found that the regions which are shown to be indirectly readout by experiment tend to have smaller information entropies. We therefore concluded that the information entropy is a good measure of the contribution of indirect readout in protein-DNA recognition.

口頭

A New method for evaluating the specificity of indirect readout in protein-DNA recognition

山崎 智*; 寺田 透*; 河野 秀俊; 清水 謙多郎*; 皿井 明倫*

no journal, , 

Sequence-specific recognition of DNA by proteins plays a critical role in regulating gene expression. The accurate recognition of target sequences in the genome can be achieved by a combination of two different mechanisms: the direct readout through the direct interactions between protein and DNA bases; and the indirect readout through the sequence-dependent conformation and/or deformability of DNA structure. While the specificity of direct readout has been well characterized, it is rather difficult to assess the contribution of indirect readout to the specificity. In order to quantify the specificity of indirect readout, we have developed a new method. First, we used Bayesian statistics to derive the probability of a particular sequence for a given DNA structure using ensembles obtained by molecular dynamics (MD) simulations of DNAs containing all 136 unique tetramer sequences. Secondly, we used the information entropy to quantify the specificity of indirect readout. We applied this method to protein-DNA complexes of known structures to examine its validity. We could correctly predict those regions where experiments suggested the involvement of indirect readout, and could indicate new regions where the indirect readout mechanism can make major contributions to the recognition. The present probability/entropy-based approach has advantage over the previous energy-based approach in that the trajectories of MD simulation can be directly converted into the probability of sequence and the specificity of indirect readout without any approximation to the distributions in the conformational ensembles of DNA, and would serve as a powerful tool to study the mechanism of protein-DNA recognition.

口頭

J-PARC/ANNRI-NaI(Tl)検出器を用いたSn-119の中性子捕獲断面積の測定

廣瀬 健太郎; 大島 真澄; 北谷 文人; 木村 敦; 小泉 光生; 藤 暢輔; 中村 詔司; 原 かおる; 原田 秀郎; 古高 和禎; et al.

no journal, , 

マイナーアクチノイドや長寿命核分裂生成物の核変換技術開発及び革新的原子炉システムの開発には、これらの核種の中性子核データの精度向上が必要である。$$^{126}$$Snの核変換を考えると、不純物として含まれる安定Sn同位体の核データも必要である。本研究ではJ-PARC/MLFに設置した中性子核反応測定装置のNaI(Tl)検出器を用いて、$$^{119}$$Snの中性子捕獲断面積を1eVから1keVの中性子エネルギー領域で測定した。

口頭

パルスレーザー分光分析と狭隘部分ファイバスコープ観察の複合化

西村 昭彦; 伊東 富由美; 寺田 隆哉; 冨吉 健太郎; 岡 潔

no journal, , 

原子力分野におけるレーザープロセスの適用を進めている。特に、プラントの検査補修及び廃止措置において、超短パルスレーザーから高出力CWレーザーにかけて、各々のレーザー光と物質の特性に合わせた工学応用分野を推進している。高経年化する軽水炉の保守保全技術として、ナノ秒パルスレーザーを組み込んだ小型可搬の検査補修装置が有用である。これまで、レーザー光と画像の伝送を双方向に行える複合型光ファイバとナノ秒パルスレーザーを組合せることで、狭隘部分の観察とパルスレーザー分光分析がその場で行える装置概念について報告した。プラズマ生成が有効となる10GW/cm$$^{2}$$領域では、レーザー光伝送のための光学材料の耐性が装置開発の制限となる。現在、複合型光ファイバとパルスレーザー及び小型レーザートーチの組合せにより、配管内部を観察しレーザー分光が可能な試作機の開発に成功した。低クロム鋼,銅,アルミニウムなどの金属片をサンプルとして、元素分析のデモンストレーションに成功した。

口頭

配管内壁検査・レーザー補修のためのプローブシステムの高度化

冨吉 健太郎; 伊東 富由美; 寺田 隆哉; 岡 潔; 西村 昭彦

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、レーザーと複合型光ファイバを組合せた検査補修機器開発を進めており、原子力施設の安全性向上とレーザー低侵襲医療装置開発の両分野に展開しつつある。原子力施設については、配管検査・補修技術としてパルスレーザーによるLIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy)と、エネルギー伝送と画像伝送が同軸に行える複合型光ファイバを組合せた専用カップリング装置の開発を行ってきた。この装置は、配管狭隘部での破損部分のレーザー溶接やパルスレーザー蒸発によるクリーニングへの応用も図っている。専用カップリング装置は光ファイバと先端部を切り替えることにより、目的に応じた観察及び補修を行うことができる。この技術を応用し、福島第一原子力発電所の損傷炉心内部調査を行うプローブヘッドの開発を目的として防水スコープの試作を行った。防水スコープは、広角レンズと縮小光学系により構成され、最大72度の視野角を有しており、また、10mmから10mまでの測定が可能である。また、水中観測機能が必要と思われるので、今回試作した防水スコープを3mの水槽に沈めて水中撮影を行い、測定距離10mmでの近接撮影に成功した。

口頭

J-PARC/MLF/ANNRI NaI(Tl)スペクトロメータを用いたPd-107の中性子捕獲断面積の測定

寺田 和司*; 片渕 竜也*; 水本 元治*; 新井 拓郎*; 齋藤 辰宏*; 廣瀬 健太郎; 中村 詔司; 木村 敦; 原田 秀郎; 堀 順一*; et al.

no journal, , 

長寿命核分裂生成物$$^{107}$$Pdについて、Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC)/ Materials and Life Science Experimental Facility (MLF)/Accurate Neutron-Nucleus Reaction Measurement Instrument (ANNRI)のNaI(Tl)スペクトロメータを用いて中性子捕獲断面積を測定した。

口頭

J-PARC/MLF/ANNRI NaI(Tl)スペクトロメータ及びGeスペクトロメータを用いたGd-157の中性子捕獲断面積の測定

木村 敦; 廣瀬 健太郎; 中村 詔司; 原 かおる; 原田 秀郎; 千葉 豪*; 片渕 竜也*; 寺田 和司*; 水本 元治*; 井頭 政之*

no journal, , 

原子炉の安定な運転のため、可燃性毒物としてガドリニウム(Gd)が広く用いられており、反応度の計算のためには、Gd核種の高い精度の中性子捕獲反応断面積データが必要とされている。しかしながら、特にGd-157については報告データに大きな違いがあり、評価値間での差異が反応度の計算結果に大きな影響を与えるという問題が指摘されている。そこで、ANNRIのNaI(Tl)スペクトロメータ及びGeスペクトロメータを用い、Gd-157の中性子捕獲断面積の高精度測定を行った。

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