J-PARC加速器PPS情報収集・表示系の更新

渡邉 和彦*; 仁木 和昭*; 高橋 博樹; 山本 昇*; 吉本 政弘; 福田 真平*

Proceedings of 20th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.844 - 847, 2023/11

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2023/proceedings/PDF/FRP0/FRP09.pdf

J-PARC加速器の人員保護システム(PPS)はデータ収集用PC群と情報表示PC群で構成されるPPS Data Systemと加速器施設等のPLC群とをPPSのネットワークにより接続することでデータ収集・表示を行っている。PPS Data SystemではSCADAソフトウェアを使用してきたが、信号点数の制限やOS依存等の問題があることから、別ソフトウェアでの構築が必要となった。そこでJ-PARC制御システムで実績があるEPICSを採用して新システムを構築することとした。一方、PPSは人員の安全を担保するシステムであり長期間停止することができない。また、最も重要な安全システムであることから高い信頼性及び安定性を保つ必要があり、一度に新システムへ移行することは危険である。そこで既存システムを機能毎に分割し、既存ステムの稼働と並行して部分的に新システムを稼働させていく方針とした。これによりPPSの機能を損なうことなく動作検証や不具合修正を長期間実施でき、新システムの信頼性及び安定性を確保することが可能となる。本発表では新システムの概要と移行プロセス及び進捗状況について報告する。

J-PARCにおける人的保護システムの現状

菊澤 信宏; 仁木 和昭*; 山本 昇*; 林 直樹; 足立 昌俊*; 渡邉 和彦*

Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.877 - 880, 2019/07

https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2019/proceedings/index.html

J-PARCのインターロックシステムは、人の安全のための人的保護システム(Personnel Protection System: PPS)および機器を保護するための機器保護システム(Machine Protection System: MPS)に大別される。J-PARCのPPSは2006年のLinacでの部分運用から始まり2009年のハドロン実験施設およびニュートリノ実験施設の稼働で完成した。その後の10年でビデオ監視システムの更新や新しいインターロックの新設などの改善や改良が行われてきた。本報告ではこれらを含めた最近の運用について述べるとともに、信頼性を維持・向上させるために実施している検査やメンテナンスについての現状を報告する。

プルトニウム研究1棟廃止措置準備作業

瀬川 優佳里; 堀田 拓摩; 北辻 章浩; 熊谷 友多; 青柳 登; 中田 正美; 音部 治幹; 田村 行人*; 岡本 久人; 大友 隆; et al.

JAEA-Technology 2016-039, 64 Pages, 2017/03

JAEA-Technology-2016-039.pdf:5.24MB

本報告書は、プルトニウム研究1棟の廃止措置に関して施設利用者である研究グループが主体的に取り組んだ準備作業についてまとめたものである。プルトニウム研究1棟は、平成25年度から推進された原子力機構改革において、廃止措置対象施設の一つに選定された。廃止措置の決定により、それまで施設を利用してきた研究グループは、実験器具及び測定機器を撤去し、核燃料物質の一部及び放射性同位元素を他施設へ運搬する必要が生じた。放射化学研究グループでは、廃止措置準備を円滑に実施するため平成27年4月に「プルトニウム研究1棟使用機器撤去作業チーム」を立ち上げ、使用機器の撤去、薬品の処分、放射能汚染した可能性がある水銀の安定化処理、核燃料物質の安定化処理、核燃料物質・放射性同位元素の他施設への運搬グローブボックス汚染状況の調査について計画を立案し実施した。核燃料物質の使用の許可に関わる作業を除き、作業は平成27年12月に完了した。本報告書では、今後の老朽化施設廃止の際に役立てられるように、これらの作業について細目立てし、詳細に報告する。

Optical properties of tetravalent uranium complexes in non-aqueous media

青柳 登; 渡邉 雅之; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 木村 貴海

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1095 - 1098, 2015/02

https://doi.org/10.1007/s10967-014-3616-x

Tetravalent uranium halides were studied to understand photo-physical behaviors under the unexplored condition such as in non-aqueous media at ambient condition or at a cryogenic temperature. The anhydrous uranium tetrahalides (synthesized) were added into a series of dry organic solvents or a hydrophilic ionic liquid to observe their UV-Vis-NIR absorption spectra and time-resolved luminescence spectra in detail. The lower energy bands of UX (X = F, Br, and I) appearing in UV-Vis-NIR absorption spectra in dry 1,4-dioxane were assigned as the transition from the ground state manifold to higher multiples ranging from 6,000 to 12,000 cm. In contrast, there is the spectral emerging for these absorption spectra in the IL at higher energy band around 12,000 to 18,000 cm with each peak broadened. These complexes exhibit white photoluminescence by UV-pulse excitation at = 394 nm, with broad multiple peaks assigned. The fluorescence lifetimes for these are 12.8 ns (1,4-dioxane) and 18.6 ns (IL) in spite of the longer U-I separation than that of U-NCS. Chemical species and the coordination number of U in water, in organic solutions, and in an IL could be thoroughly different, resulting in a variety of spectra.

Preparation and biological evaluation of 3-[Br]bromo--methyl-L-tyrosine, a novel tyrosine analog for PET imaging of tumors

大島 康宏; 花岡 宏史*; 渡邉 茂樹; 須郷 由美; 渡辺 智; 富永 英之*; 織内 昇*; 遠藤 啓吾*; 石岡 典子

JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 91, 2012/01

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2011-043.pdf

3-[F]Fluoro--methyl-L-tyrosine ([F]FAMT) is a useful amino acid tracer for PET imaging of malignant tumors. FAMT analogs labeled with Br, a positron emitter with a long half-life (t=16.1 h), could be widely used as tracers for tumor imaging. In this study, 3-[Br]bromo--methyl-L-tyrosine ([Br]BAMT) was designed, and its usefulness was evaluated as a novel PET tracer for imaging malignant tumors. In this study, both [Br]BAMT and [Br]BAMT were prepared. [Br]BAMT was stable in vitro, but was catabolized after administration in mice. Cellular accumulation and retention of [Br]BAMT using LS180 colon adenocarcinoma cells were significantly higher than those of [F]FAMT. In biodistribution studies using LS180 tumor-bearing mice, the tumor accumulation of [Br]BAMT was higher than that of [F]FAMT. However, some level of debromination was seen, and this debromination caused more retention of radioactivity in the blood and organs than was seen with [F]FAMT. PET imaging with [Br]BAMT enabled clear visualization of the tumor. In conclusion, although an improvement in stability is still needed, Br-labeled FAMT analogs could potentially serve as PET tracers for the imaging of malignant tumors.

Development of the JT-60SA Neutral Beam Injectors

花田 磨砂也; 小島 有志; 井上 多加志; 渡邊 和弘; 谷口 正樹; 柏木 美恵子; 戸張 博之; 梅田 尚孝; 秋野 昇; 椛澤 稔; et al.

AIP Conference Proceedings 1390, p.536 - 544, 2011/09

https://doi.org/10.1063/1.3637425

JT-60SAにおいては、12基の正イオン中性粒子入射(NBI)装置と1基の負イオンNBI装置を用いて、合計30-34MWの重水素中性粒子ビームを100秒間プラズマへ入射することが要求されている。正イオンNBIに関しては、JT-60SAの設計値である1基あたり2MW, 85keVの重水素中性粒子ビームの入射を達成している。その際、イオン源やイオンダンプ等のビームライン機器は、100秒入射が要求されるJT-60SAで既存の装置を改造することなく再使用できる見通しを得ている。また、10MW, 500keV入射が要求されているJT-60SAの負イオンNBI装置のための開発においては、500keV, 2.8Aの水素負イオンビーム生成に成功している。これは、1A以上の負イオンビームを500keV以上のエネルギーまで加速した世界初の成果である。今後、実験装置を整備し、負イオンの100秒間生成のための開発研究を実施する予定である。

Preparation and biological evaluation of 3-[Br]bromo--methyl-L-tyrosine, a novel tyrosine analog for positron emission tomography imaging of tumors

大島 康宏; 花岡 宏史*; 渡邉 茂樹; 須郷 由美; 渡辺 智; 富永 英之*; 織内 昇*; 遠藤 啓吾*; 石岡 典子

Nuclear Medicine and Biology, 38(6), p.857 - 865, 2011/08

https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2011.02.001

3-[F]fluoro--methyl-L-tyrosine ([F]FAMT) is a useful amino acid tracer for positron emission tomography (PET) imaging of malignant tumors. FAMT analogs labeled with Br, a positron emitter with a long half-life (=16.1 h), could be widely used as tracers for tumor imaging. In this study, 3-[Br]bromo--methyl-L-tyrosine ([Br]BAMT) was designed, and its usefulness was evaluated as a novel PET tracer for imaging malignant tumors. In this study, both [Br]BAMT and [Br]BAMT were prepared. [Br]BAMT was stable in vitro, but was catabolized after administration in mice. Cellular accumulation and retention of [Br]BAMT using LS180 colon adenocarcinoma cells were significantly higher than those of [F]FAMT. In biodistribution studies using LS180 tumor-bearing mice, the tumor accumulation of [Br]BAMT was higher than that of [F]FAMT. However, some level of debromination was seen, and this debromination caused more retention of radioactivity in the blood and organs than was seen with [F]FAMT. PET imaging with [Br]BAMT enabled clear visualization of the tumor. In conclusion, although an improvement in stability is still needed, Br-labeled FAMT analogs could potentially serve as PET tracers for the imaging of malignant tumors.

Imaging and biodistribution of Her2/neu expression in non-small cell lung cancer xenografts with Cu -labeled trastuzumab PET

Paudyal, P.*; Paudyal, B.*; 花岡 宏史*; 織内 昇*; 飯田 靖彦*; 吉岡 弘樹*; 富永 英之*; 渡辺 智; 渡邉 茂樹; 石岡 典子; et al.

JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 108, 2011/01

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2010-065.pdf

Non-small cell lung carcinomas (NSCLC) overexpress the Her2/neu gene in approximately 59% of cases. Trastuzumab, a humanized monoclonal antibody, interferes with Her2 signaling and is approved for the treatment of Her2/neu overexpressing breast cancer. However, its therapeutic use in Her2/neu overexpressing NSCLC remains obscure. The present study aimed to determine the role of Cu-labeled trastuzumab positron emission tomography (PET) for non-invasive imaging of Her2/neu expression in NSCLC. Imaging of Her2/neu expression was performed in NCI-H2170 tumor-bearing mice with Cu-DOTA-trastuzumab. PET studies revealed a significantly high accumulation of Cu-DOTA-trastuzumab in the Her2/neu overexpressing NCI-H2170 tumor at 24 h and 48 h post-injection. Cu-DOTA-trastuzumab showed a very clear image of a Her2/neu positive tumor and appeared to be effective as a PET tracer for imaging of Her2/neu gene expression in NSCLC, suggesting its potential clinical use for identifying patients that might benefit from trastuzumab-based therapy.

First neutron production utilizing J-PARC pulsed spallation neutron source JSNS and neutronic performance demonstrated

前川 藤夫; 原田 正英; 及川 健一; 勅使河原 誠; 甲斐 哲也; 明午 伸一郎; 大井 元貴; 坂元 眞一; 高田 弘; 二川 正敏; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 620(2-3), p.159 - 165, 2010/08

https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.04.020

J-PARCの1MWパルス核破砕中性子源JSNSは、2008年5月30日、運転開始に成功した。以来、JSNSのモデレータ設計と中性子性能の優れた特徴を実証するため、幾つかの中性子実験装置において、中性子スペクトル強度,絶対中性子束,中性子パルス形状の時間構造等の測定を行ってきた。モデレータ設計の期待どおり、エネルギースペクトルの測定値にはパラ水素の特徴が明瞭に示された。0.4eV以下の中性子束測定値は設計値と20%で一致したことから、JSNS設計計算の信頼性が示された。モデレータと中性子実験装置の適切な設計により、世界クラスの高分解能回折データ取得に成功した。さらに、大型円筒形の結合型モデレータの優れた設計により、世界クラスの高強度中性子束を提供可能であることが示された。

Imaging experiments on NOBORU at MLF

原田 正英; 及川 健一; 大井 元貴; 甲斐 哲也; 酒井 健二; 前川 藤夫; 渡辺 昇*; 篠原 武尚; 高田 慎一

Proceedings of 19th Meeting of the International Collaboration on Advanced Neutron Sources (ICANS-19) (CD-ROM), 10 Pages, 2010/07

近年、パルス中性子源を用いたイメージング手法が開発されている。J-PARCのMLFに設置された中性子ビームラインNOBORUは、大きなビームサイズ,短いサンプルまでの飛行距離,大きな実験室など、イメージング実験に適している。そこで、イメージング実験の適用性を評価するために、サンプル位置での中性子スペクトルと中性子束分布を測定した。また、フィルター, コリメータ, スリットなどを使用した場合の特性も測定した。また、予備的な実験結果として、幾つかの合金のブラッグエッジと幾つかの試料の共鳴吸収を測定した。その結果、ブラッグエッジから、溶接部分と非溶接部分を見分けることができた。また共鳴吸収から、幾つかの元素を識別することができた。これらの結果より、J-PARCの中でもNOBORUは、イメージング実験に非常に適していると言える。