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論文

Layered structure in the crystalline adsorption layer and the leaching process of poly(vinyl alcohol) revealed by neutron reflectivity

宮崎 司*; 宮田 登*; 有馬 寛*; 吉良 弘*; 大内 啓一*; 笠井 聡*; 津村 佳弘*; 青木 裕之

Langmuir, 37(32), p.9873 - 9882, 2021/08

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

We investigated the structure of the crystalline adsorption layer of poly(vinyl alcohol) (PVA) in hot water by neutron reflectivity in two cases: when the adsorption layer is exposed on the substrate by leaching the upper bulk layer and when it is deeply embedded between a relatively thick PVA film and substrate. In both cases, the PVA adsorption layer consists of three layers on the Si substrate. The bottom layer, consisting of amorphous chains that are strongly constrained on the substrate, is not swollen even in hot water at 90$$^{circ}$$C. The middle layer, consisting of amorphous chains that are much more mobile compared with those in the bottom layer, has no freedom to assume a crystalline form. Only the molecular chains in the top layer are crystallizable in the adsorption layer, leading to a heterogeneous layered structure in the film thickness direction. This layered structure is attributed to the crystallizable chains of PVA during the formation of the adsorption layer driven by hydrogen bonding. However, the structure and dynamics in the adsorption layer may differ in both cases because the molecular chains in the vicinity of the surface seem to be affected by surface effects even in the adsorption layer.

論文

Carbonated nanohydroxyapatite from bone waste and its potential as a super adsorbent for removal of toxic ions

関根 由莉奈; 南川 卓也; 山田 鉄兵*; 松村 大樹; 根本 善弘*; 竹口 雅樹*; 杉田 剛; 下山 巖; 香西 直文; 諸岡 聡

Journal of Environmental Chemical Engineering, 9(2), p.105114_1 - 105114_12, 2021/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Engineering, Environmental)

有害金属除去は安心安全社会構築のために必要な技術である。本研究では、骨の有するイオン交換能を最大限に活用して廃材を用いた有害金属除去材料の開発を行った。炭酸塩水溶液に骨を浸漬することで高炭酸含有ナノアパタイトが形成することを見出した。この材料は、通常の骨、また合成アパタイトに比べて約250、4500倍高いストロンチウム吸着性能を示した。本材料は廃材を利用していることから、低コストかつ高性能な吸着剤として活用が期待できる。

論文

Mechanism of improved ductility of 1500 MPa-class ultra-high strength cold-rolled steel sheet produced by rolling and partitioning method

細谷 佳弘*; 松村 雄太*; 友田 陽*; 小貫 祐介*; Harjo, S.

ISIJ International, 60(9), p.2097 - 2106, 2020/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:26.63(Metallurgy & Metallurgical Engineering)

In this paper, the microstructure formation during the R&P process and the deformation mechanism that would bring about the excellent strength-ductility balance are discussed based on the results obtained from the in situ neutron diffraction measurement. The results have revealed that the typical Luders-like stress-strain curve of R&P steel is caused by competitive plastic flow between austenite and martensite, and an effective transformation induced plasticity phenomenon.

論文

Detailed structural study on the poly(vinyl alcohol) adsorption layers on a Si substrate with solvent vapor-induced swelling

宮崎 司*; 宮田 登*; 吉田 鉄生*; 有馬 寛*; 津村 佳弘*; 鳥飼 直也*; 青木 裕之; 山本 勝宏*; 金谷 利治*; 川口 大輔*; et al.

Langmuir, 36(13), p.3415 - 3424, 2020/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:75.63(Chemistry, Multidisciplinary)

We investigated in detail the structures in the poly(vinyl alcohol) (PVA) adsorption layers on a Si substrate, which remained on the substrate after immersing the relatively thick 30 - 50 nm films in hot water, by neutron reflectometry under humid conditions. For the PVA with a degree of saponification exceeding 98 mol %, the adsorption layer exhibits a three-layered structure in the thickness direction. The bottom layer is considered to be the so-called inner adsorption layer that is not fully swollen with water vapor. This may be because the polymer chains in the inner adsorption layer are strongly constrained onto the substrate, which inhibits water vapor penetration. The polymer chains in this layer have many contact points to the substrate via the hydrogen bonding between the hydroxyl groups in the polymer chain and the silanol groups on the surface of the Si substrate and consequently exhibit extremely slow dynamics. Therefore, it is inferred that the bottom layer is fully amorphous. Furthermore, we consider the middle layer to be somewhat amorphous because parts of the molecular chains are pinned below the interface between the middle and bottom layers. The molecular chains in the top layer become more mobile and ordered, owing to the large distance from the strongly constrained bottom layer; therefore, they exhibit a much lower degree of swelling compared to the middle amorphous layer. Meanwhile, for the PVA with a much lower degree of saponification, the adsorption layer structure consists of the two-layers. The bottom layer forms the inner adsorption layer that moderately swells with water vapor because the polymer chains have few contact points to the substrate. The molecular chains in the middle layer, therefore, are somewhat crystallizable because of this weak constraint.

論文

Elucidation of a heterogeneous layered structure in the thickness direction of poly(vinyl alcohol) films with solvent vapor-induced swelling

宮崎 司*; 宮田 登*; 浅田 光則*; 津村 佳弘*; 鳥飼 直也*; 青木 裕之; 山本 勝宏*; 金谷 利治*; 川口 大輔*; 田中 敬二*

Langmuir, 35(34), p.11099 - 11107, 2019/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:68.76(Chemistry, Multidisciplinary)

We investigated the swelling behaviors of poly(vinyl alcohol) (PVA) films deposited on Si wafers with water vapor, which is a good solvent for PVA for elucidating structural and dynamical heterogeneities in the film thickness direction. Using deuterated water vapor, structural and dynamical differences in the thickness direction can be detected easily as different degrees of swelling in the thickness direction by neutron reflectivity. Consequently, the PVA film with a degree of saponification exceeding 98 mol % exhibits a three-layered structure in the thickness direction. It is considered that an adsorption layer consisting of molecular chains that are strongly adsorbed onto the solid substrate is formed at the interface with the substrate, which is not swollen with water vapor compared with the bulk-like layer above it. The adsorption layer is considered to exhibit significantly slower dynamics than the bulk. Furthermore, a surface layer that swells excessively compared with the underneath bulk-like layer is found. This excess swelling of the surface layer may be related to a higher mobility of the molecular chains or lower crystallinity at the surface region compared to the underneath bulk-like layer. Meanwhile, for the PVA film with a much lower degree of saponification, a thin layer with a slightly lower degree of swelling than the bulk-like layer above it can be detected at the interface between the film and substrate only under a high humidity condition. This layer is considered to be the adsorption layer composed of molecular chains loosely adsorbed onto the Si substrate.

論文

Local structure analysis of ZrN, and Dy$$_{0.5}$$Zy$$_{0.5}$$N surrogate materials for fast reactor nitride fuel

米田 安宏; 辻 卓也; 松村 大樹; 岡本 芳浩; 高木 聖也; 高野 公秀

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 42(2), p.23 - 26, 2017/04

窒化物模擬燃料物質のDyNとZrNの結晶構造解析を行った。DyNとZrNの格子ミスマッチは7%近くありながら、Dy$$_{1-x}$$Zr$$_x$$Nは単相の試料が得られ、平均構造の格子定数はVegard則に従う。局所構造解析は放射光X線を利用したXAFSとPDF解析を併用して行ったところ、Zr-Nの原子間距離が平均構造の格子定数のより大きなDy$$_{0.5}$$Zr$$_{0.5}$$NにおいてZrNよりも縮んでいることがわかった。このような局所的なモジュレーションが熱伝導率などの物性に与える影響を検討した。

論文

Ray florets color and shape mutants induced by $$^{12}$$C$$^{5+}$$ ion beam irradiation in chrysanthemum

松村 篤*; 野水 利和*; 古谷 規行*; 林 健*; 南山 泰宏*; 長谷 純宏

Scientia Horticulturae, 123(4), p.558 - 561, 2010/02

 被引用回数:25 パーセンタイル:78.34(Horticulture)

We investigated the effect of ion beam irradiation on induction of ray florets color/shape mutants from two strains of chrysanthemum to create new flower cultivars. The ray florets and leaf explants of chrysanthemum cultured on MS medium were irradiated with $$^{12}$$C$$^{5+}$$ ion beam at doses of 1, 2, 4 and 8 Gy. The frequency of shoot primordia formation on ray florets explants of cultivar "Shiroyamate" and shoot bud formation on leaf explants of cultivar "H13" was decreased by 8 Gy and 4 Gy irradiation, respectively. The effective dose of ion beam was less than 4 Gy in "Shiroyamate" and less than 2 Gy in "H13". Yellow ray florets mutants from "Shiroyamate", and various ray florets color mutants (dark-red, light red, pink, pink spray) and a flower shape mutant (double-ray florets) from "H13" were induced by ion beam irradiation. Furthermore, a white mutant was obtained from a chimeric mutant. These results suggest that the combination of ion beam irradiation and tissue culture would be an effective means of generation mutants at a high efficiency.

論文

Experimental studies of shielding and irradiation effects at high energy accelerator facilities

中島 宏; 坂本 幸夫; 岩元 洋介; 松田 規宏; 春日井 好己; 中根 佳弘; 増川 史洋; Mokhov, N.*; Leveling, A.*; Boehnlein, D.*; et al.

Nuclear Technology, 168(2), p.482 - 486, 2009/11

BB2007-3640.pdf:0.22MB

 被引用回数:7 パーセンタイル:48.67(Nuclear Science & Technology)

米国国立フェルミ加速器研究所(FNAL)と日本の研究グループとの間で研究協力の下、高エネルギー粒子輸送計算コード開発にかかる遮蔽と放射線照射効果に関する実験的研究が、FNALにおける120GeV陽子シンクロトロンを用いて、開始された。最初の実験を、Pbarターゲットステーションの反陽子生成ターゲット及びNumi実験施設のニュートリノ生成ターゲットを用いて行った。実験では、放射化法を用いて、ターゲット周囲の遮蔽体における反応率分布を測定するとともに、液体シンチレーション検出器、ボナー球検出器、ホスウィッチ検出器など粒子検出器により予備的な測定も行った。ここでは、その予備的な実験結果について報告する。

論文

イオンビーム照射によるキクの突然変異誘導

古谷 規行*; 松村 篤*; 長谷 純宏; 吉原 亮平; 鳴海 一成

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 69, 2008/11

盆コギクは、仏花として出荷期が決まっているが、天候による開花変動が大きく、産地では危険分散のために多くの品種が作付けされている。こうした中、京都府では開花変動が少なく花色が赤紫色の「H13」を育成した。しかし、盆コギクとしては赤・白・黄の3色セットが望まれている。そこで、イオンビームを用いた突然変異育種法に取り組むこととした。「H13」からは花色が暗赤色,朱色,ピンク及び赤白混合色の変異体を得ることができた。また花弁が肥大した個体及び八重咲きの個体を選抜した。さらに「H13」の草型の改善点として指摘されていた、ひし形咲きからT字咲きの個体を選抜した。今後、花色や草型等の特性を調べ、二次選抜を行う予定である。また、さらに大きな変異を誘発させる目的で、一次選抜株に再度イオンビームを照射した。現在、育成した株をガラス温室内で栽培中であり今後、開花調査を実施する予定である。

論文

Dose response and mutation induction by ion beam irradiation in chrysanthemum

松村 篤*; 古谷 規行*; 長谷 純宏; 横田 裕一郎; 田中 淳

JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 78, 2008/03

盆コギクは、仏花として出荷期幅が決まっており、赤・白・黄の3色セットが求められている。しかし天候による開花変動が大きく、産地では危険分散のために多くの品種が作付けされている。本研究では、イオンビーム照射と培養により、白・黄の盆コギクを育成することを試みた。在来白色品種「白山手」では、イオンビームの線量が高くなるに伴って、黄色花及び無花粉株の出現率が高くなった。また、葉の裂け,波打ちや矮化などの変異率も高まり、8Gy以上では半数以上の個体に変異が現れた。また、H13及びH42への照射では、種々の変異体が得られた。花色変異は濃赤色,橙色などであった。筒状花や花房の変異なども認められた。現在、これら再生植物体をほ場に定植し、慣行法により栽培を行っている。

論文

Beam-palarization asymmetries for the $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$ and $$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$ reactions for $$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4 GeV

Zegers, R. G. T.*; 住浜 水季*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; Dat$'e$, S.*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; et al.

Physical Review Letters, 91(9), p.092001_1 - 092001_4, 2003/08

 被引用回数:127 パーセンタイル:95.25(Physics, Multidisciplinary)

$$E$$$$_{gamma}$$=1.5-2.4GeVで$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Lambda$$,$$p$$($$overrightarrow{gamma}$$,$$K$$$$^{+}$$)$$Sigma$$$$^{0}$$反応に対するビーム偏極非対称が初めて測定された。この結果は未決定のハドロン共鳴や反応機構解明に用いられる。

論文

Evidence for a narrow $$S$$ = +1 Baryon resonance in photoproduction from the neutron

中野 貴志*; Ahn, D. S.*; Ahn, J. K.*; 秋宗 秀俊*; 浅野 芳裕; Chang, W. C.*; 伊達 伸*; 江尻 宏泰*; 藤村 寿子*; 藤原 守; et al.

Physical Review Letters, 91(1), p.012002_1 - 012002_4, 2003/07

 被引用回数:994 パーセンタイル:99.88(Physics, Multidisciplinary)

$$K^{+}$$$$K^{-}$$の両粒子を前方で測定することにより、$$^{12}$$Cを標的にした$$gamma$$n $$rightarrow$$ $$K^{+}$$$$K^{-}$$n光反応を研究した。1.54GeV/C$$^{2}$$に25MeV/C$$^{2}$$以下の幅の鋭いバリオン共鳴ピークを観測した。この共鳴ピークのストレンジネス($$S$$)は+1であった。この状態は5つのクォーク($$uudd bar{s}$$)が$$K^{+}$$と中性子に崩壊した状態であると解釈される。

論文

Measurement of gas bremsstrahlung at the SPring-8 insertion device beamline using PWO scintilator

浅野 芳裕; 松村 徹; 千葉 竜一*; 橋本 朋幸*; 三浦 明夫*; 清水 肇*; 田島 靖久*; 吉田 浩司*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 451(2), p.658 - 696, 2000/11

PbWO$$_{4}$$シンチレーターを用いてSPring-8蓄積電子と残留ガスとの相互作用の結果、発生するガス制動放射線を測定した。その結果、従来この種の測定に用いられていた鉛ガラスよりエネルギー分解能が3倍程良いことが観測された。測定は蓄積電子状態の異なる2本のビームラインで行われ、ビームラインに混入してくるガス制動放射線が蓄積電子ビーム状態に大きく影響を受けることが観測された。また、そのときのガス制動放射線のパワーや線量当量についても議論がなされた。

口頭

新クロスオーバ研究,7; 放射光を用いた核燃料模擬物質セリアの重イオン照射効果の研究

大野 裕隆*; 前田 修大*; 中川 将*; 図子 善大*; 岩瀬 彰宏*; 馬場 祐治; 平尾 法恵*; 石川 法人; 知見 康弘; 左高 正雄; et al.

no journal, , 

核燃料中の核分裂片による損傷を評価するために、UO$$_{2}$$の模擬物質CeO$$_{2}$$への重イオン照射効果をX線吸収分光法により評価した。3keV Ar照射実験及び放射光を利用したX線吸収分光測定の結果、照射によって弾性的はじき出しを介して酸素がはじき出され、Ceの電荷が4+から3+に変化することを明らかにした。

口頭

盆コギクの花色・花房変異系統の育成

古谷 規行*; 松村 篤*; 吉原 亮平; 長谷 純宏

no journal, , 

盆コギクは、仏花として出荷期が決まっているが、天候による開花変動が大きく、産地では危険分散のために多くの品種が作付けされている。こうした中、京都府では開花変動が少なく花色が赤紫色の「H13」を育成した。しかし、盆コギクとしては赤・白・黄の3色セットが望まれている。そこで、イオンビームを用いた突然変異育種法に取り組むこととした。「H13」からは花色が暗赤色,朱色,ピンク及び赤白混合色の変異体を得ることができた。また花弁が肥大した個体及び八重咲きの個体を選抜した。さらに「H13」の草型の改善点として指摘されていた、ひし形咲きからT字咲きの個体を選抜した。今後、花色や草型等の特性を調べ、二次選抜を行う予定である。また、さらに大きな変異を誘発させる目的で、一次選抜株に再度イオンビームを照射した。現在、育成した株をガラス温室内で栽培中であり今後、開花調査を実施する予定である。

口頭

福島環境回復を目指して; 廃棄物減容化のためのCs脱離機構解明と脱離法の開発

塩飽 秀啓; 矢板 毅; 鈴木 伸一; 小林 徹; 宮崎 有史; Awual, M. R.; 元川 竜平; 岡本 芳浩; 松村 大樹; 吉井 賢資; et al.

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い、放射性セシウムが環境中に放出され深刻な環境汚染を引き起こしている。そこで、我々は福島の土壌成分の中で特にセシウム吸着性の高いバーミキュライトに着目し、放射光を利用してCs脱離機構解明と脱離法の開発研究を行った。セシウムと直接結合している酸素には2種類存在することが分かった。その一つがやや共有結合性を帯びており、セシウムが脱離しにくい要因となっていると考えられる。また、DXAFS測定からほぐれた粘土端面からセシウムが拡散進入し粘土層間が閉じることによって安定化することが分かった。さらに粘土鉱物をシュウ酸で高温処理してセシウムの脱離過程を調べたところ、一部の粘土骨格が壊れるものの共有結合性の高い結合性分が最後まで残留することも分かった。粘土鉱物へのセシウムの吸着状態が極めて安定であることが明らかとなった。これまでの成果をSTXM結果やDFT計算結果と合わせて紹介する。

口頭

粘土鉱物中のセシウムの吸着構造の解明

塩飽 秀啓; 矢板 毅; 鈴木 伸一; 小林 徹; 宮崎 有史; Awual, M. R.; 元川 竜平; 岡本 芳浩; 松村 大樹

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所の事故に伴い、放射性セシウムが環境中に放出され深刻な環境汚染を引き起こしている。そこで、我々は福島の土壌成分の中で特にセシウム吸着性の高いバーミキュライトに着目し、放射光QXAFS測定法を利用してCs脱離機構解明と脱離法の開発研究を行った。その結果、少なくとも共有結合性とイオン結合性の性質を持つ2種類の酸素がセシウムと直接結合していることが分かった。セシウムが粘土鉱物から脱離しにくい要因となっていると考えられ、粘土鉱物へのセシウムの吸着状態が極めて安定であることが明らかとなった。また、セシウムを選択的に補足できる有機配位子系吸着剤の開発も行っており、吸着性能と置換基効果や、セシウム周囲の構造についてもQXAFS測定の結果と合わせて紹介する。

口頭

Laser Raman spectroscopic studies on isoploymolybdate(VI) in a highly acidic solution

佐伯 盛久*; 蓬田 匠; 松村 大樹; 斉藤 拓巳*; 岡本 芳浩; 大場 弘則*

no journal, , 

強酸性溶液下におけるポリモリブデン酸の構造を、レーザーラマン分光法を用いて調べた。0.2-1.0Mの硝酸濃度領域において、ポリモリブデン酸のラマンスペクトルを取得した。0.2M HNO$$_{3}$$の硝酸濃度では[Mo$$_{36}$$O$$_{112}$$(H$$_{2}$$O)$$_{16}$$]$$^{8-}$$、1.0 M HNO$$_{3}$$の硝酸濃度では[Mo$$_{2}$$O$$_{5}$$(H$$_{2}$$O)]$$^{2+}$$の構造に起因するラマンスペクトルが得られた。得られた一連のラマンスペクトルに対してケモメトリクスを行った結果、0.5M HNO$$_{3}$$の硝酸濃度で単一の中間体の存在が示唆された。X線吸収分光測定の結果を踏まえ、この中間体は[Mo$$_{18}$$O$$_{56}$$(H$$_{2}$$O)$$_{8}$$]$$^{4-}$$であると帰属された。

口頭

ラマンおよびXAFS分光法による高濃度硝酸溶液中のポリモリブデン酸のスペシエーション分析

佐伯 盛久*; 蓬田 匠; 松村 大樹; 斉藤 拓巳*; 中西 隆造*; 辻 卓也; 岡本 芳浩; 大場 弘則*

no journal, , 

モリブデンイオンMoO$$_{4}$$$$^{2-}$$水溶液に酸を加えると、複数のモリブデン原子が酸素を介して結合したポリモリブデン酸を形成し、さらに酸濃度に応じてポリモリブデン酸の化学形態は大きく変化する。我々は、これまで研究例の少なかった高酸性水溶液中(pH$$<$$1)でのポリモリブデン酸の化学形態をラマン分光法およびX線吸収微細構造(XAFS)分光法により調べ、測定したスペクトルをケモメトリクスにより解析した。そして、0.1-4.0M硝酸溶液中では3種類のポリモリブデン酸が共存しており、酸濃度の上昇につれて主要な存在形態が[Mo$$_{36}$$O$$_{112}$$(H$$_{2}$$O)$$_{16}$$]$$^{8-}$$ $$rightarrow$$ Mo$$_{2}$$O$$_{5}$$$$^{2+}$$錯体$$rightarrow$$ MoO$$_{2}$$$$^{2+}$$錯体へ過渡的に変化する様子を観測できた。

口頭

分光測定によるウラン電解析出の反応研究

大内 和希; 松村 大樹; 辻 卓也; 小林 徹; 音部 治幹; 北辻 章浩

no journal, , 

本研究では、先行研究より酸性条件であるpH2$$sim$$3の溶液中での電解還元に伴うUの析出反応を明らかにするため、紫外可視分光光度法及びX線吸収微細構造(XAFS)によりU電解析出物の原子価と化学状態を分析した。電解調製後のU(V)溶液の吸光スペクトルを測定したところ、U析出物の光散乱に起因するベースライン上昇とU(IV)に帰属される吸収ピークを観測した。時間経過により、析出物が増加するとともにU(VI)の吸収ピークを観測したことから、U(V)の不均化反応により4価と6価が生成し、4価のUが析出していることが確認できた。pH2のU電解析出物のXAFS測定した結果、U(IV)水酸化物と同定した。よって、pH2$$sim$$3ではU(IV)水酸化物として析出し、最終的に酸化物に状態変化するpH4と反応挙動が異なることがわかった。

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