Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：44 パーセンタイル：97.1(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
横山 彰人; 加田 渉*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; Shimada, Keisuke*; 横田 佑也*; 三浦 健太*; 花泉 修*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 371, p.340 - 343, 2016/03
被引用回数：6 パーセンタイル：49.05(Instruments & Instrumentation)サイクロトロンでは、数百MeV級の重イオンマイクロビームを用いたシングルイオンヒット技術が生物細胞の照射実験で利用されており、高精度での位置検出が必要である。本研究では、ビーム照射によって誘起される発光(Ion luminescence: IL)を利用したリアルタイム検出法により、CaF:Eu, イメージインテンシファイア(I.I.), 観察用カメラ及び倒立型焦点顕微鏡を組み合わせた発光検出システムを開発した。しかし、位置分解能に関しては、I.I.の映像増強機構であるマイクロチャンネルプレートの直径6
m以下にならないことが課題であった。そこで、発光検出システムのI.I.と観察用カメラを、対物レンズの倍率により分解能を調整できる電子増倍型(EMCCD)カメラに置き換える改良を行った。また、発光ピーク波長が435nmのCaF:Euを、EMCCDカメラの量子効率が90%以上の542nmに最も強い発光ピークを持つようにTbを添加した透明なガラス材料(G2000: 住田光学ガラス社)に替えた。この材料の1点を狙って260-MeV Neマイクロビームを3個/秒で照射した結果、隣接する数個のピクセルでILを捕捉できた。その重心ピクセルにおける発光強度は、ノイズ強度の140倍大きいため、1個/秒のイオン照射によるILでも補足可能と判断した。また、重心ピクセルを通る線上(水平方向と垂直方向)の強度分布から得たピークの半値幅は、それぞれの方向で4.5mであった。これは実測に基づくビーム径とほぼ一致しており、改良された発光検出システムはシングルイオンヒットによるILを直径数mの位置分解能でリアルタイム検出できることがわかった。
mutants to microbeam irradiation坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 服部 佑哉; 池田 裕子; 武藤 泰子*; 横田 裕一郎; 舟山 知夫; 浜田 信行*; 白井 花菜*; 小林 泰彦
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 74, 2015/03
昆虫・哺乳動物等を用いた実験から、放射線被ばくにより学習障害等の神経系への影響がもたらされることが示唆されている。我々は、神経系を研究するためのモデル生物として知られる線虫を用いて、化学走性学習が、特定の条件下においてのみコバルト60
線照射の影響を受けることを明らかにした。しかし、線虫のどの部位における放射線応答が、化学走性学習行動の変化を誘導するかは明らかでない。そこで、我々は、炭素イオンマイクロビームを用いて、線虫の化学走性学習に対する直接的な放射線の影響部位を明らかにすることを目的とした。マイクロビーム照射技術は、細胞あるいは組織レベルでの直接的な放射線の影響を調べるための有効なツールとして知られている。本報告では、2つの線虫変異体(
, 
)に対して、マイクロビームの局部照射を行った結果について報告する。
鈴木 芳代; 服部 佑哉; 坂下 哲哉; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 池田 裕子; 小林 泰彦
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 88, 2015/03
The nematode 
is a good 
model system to examine radiation effects on vital functions such as locomotion, feeding, learning and memory. Using , we recently investigated the radiation effects on locomotion (snake-like crawling motion) and found that whole-body irradiation significantly reduced locomotion. Furthermore, we focused on the pharyngeal pumping motion (chewing and swallowing), which is a rapid periodic motion, and found that the proportion of pumping-motion arrest increased after whole-body irradiation. As the next step, we started to examine whether or not the effects observed after whole-body irradiation could be induced by microbeam irradiation to a very limited region. In this report, we summarize the results of microbeam irradiation experiments we carried out in the past few years. Main findings in this study are the following: (1) Effects of the region-specific microbeam irradiation differ depending on types of motion, and (2) effects of whole-body irradiation tend to be more effective than those of the region-specific microbeam irradiation at the same irradiation dose. Further studies on the mechanisms underlying the radiation-induced changes of movements are required.
locus in normal human fibroblasts induced by C-, Ne- and Ar-ion microbeams鈴木 雅雄*; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 武藤 泰子*; 鈴木 芳代; 池田 裕子; 服部 佑哉; 小林 泰彦
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 78, 2015/03
これまでに、バイスタンダー効果で誘発される細胞死や染色体変異における照射イオン種依存性の解析を進めてきた。2015年度の研究では、バイスタンダー効果による遺伝子の変異誘発におけるイオン種依存性を、ヒト正常線維芽細胞を用いて解析した。コンフルエントに培養した細胞試料に対し、16
16マトリックス照射法で、異なる核種(炭素,ネオン,アルゴン)のマイクロビーム照射を行った。遺伝子の変異誘発頻度は、6-チオグアニン耐性コロニーの頻度で測定した。炭素イオンマイクロビーム照射した試料では、非照射試料およびギャップジャンクション経由の細胞間情報伝達に特異的な阻害剤で処理した試料と較べ、変異頻度が6倍高くなった。一方、ネオン及びアルゴンマイクロビームで照射した試料では、このような変異頻度の上昇が認められなかった。この結果は、ギャップジャンクションを介したバイスタンダー効果による突然変異誘発において、イオン種依存性が存在すること意味する。
鈴木 雅雄*; Autsavapromporn, N.*; 宇佐美 徳子*; 舟山 知夫; Plante, I.*; 横田 裕一郎; 武藤 泰子*; 鈴木 芳代; 池田 裕子; 服部 佑哉; et al.
Journal of Radiation Research, 55(Suppl.1), P. i54, 2014/03
It is essentially important for evaluating risk such a low-dose-rate exposure as the accident of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants to examine bystander effects induced by low-LET electromagnetic radiations, such as X or rays. We have been studying the cellular responses in normal human fibroblasts by targeted cell nucleus irradiations with monochromatic X-ray microbeams (5.35 keV) produced by Photon Factory in High Energy Accelerator Research Organization. The results indicated that the bystander effect in cell- killing effect was observed in the targeted cell nucleus irradiation, not in the random irradiation containing both cell nucleus and cytoplasm by Poisson distribution. The results suggest that energy deposition in cytoplasm is an important role of inducing bystander effects in case of low-LET radiations. We have also been investigating high-LET-radiation induced bystander effects using the heavy-ion microbeams at Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application in Japan Atomic Energy Agency. Only 0.04% of the total numbers of normal human fibroblasts were irradiated with C-ion (220 MeV), Ne-ion (260 MeV) and Ar-ion (460 MeV) microbeams collimated at 20 micro meter in diameter. Cell-killing effect and gene mutation at HPRT locus in the cells irradiated with C ions were higher beyond our expectations and returned the estimated values that only 0.04% of the total cells were irradiated when using the specific inhibitor of gap junctions. On the other hand, no induced biological effects were observed in Ne and Ar ions whether the inhibitor was applied or not. The result suggested that the C-ion microbeam was capable of inducing bystander cellular effects via gap junction mediated cell-cell communication. There is clear evidence that bystander cellular effects are dependent on radiation quality.
奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 吉田 健一; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 奥村 進; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 百合 庸介; et al.
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 172, 2012/01
TIARAの主要加速器であるAVFサイクロトロンの、2010年度における運転及び整備の状況、また、東北地方太平洋沖地震の影響並びに新しく開発したイオンビームや多重極電磁石を用いた大面積高均一照射などの技術開発の現状を報告する。
柏木 啓次; 宮脇 信正; 奥村 進; 倉島 俊; 吉田 健一; 百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; et al.
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 157, 2012/01
JAEA AVFサイクロトロン施設におけるビーム技術開発に関して2010年におもに行った以下の3つについて報告する。「ビーム切り替え時間短縮のためのサイクロトロン磁場の補正システムの開発」では、5ターンコイルを用いた磁場補正システムにより、従来40分を要していた磁場形成時間を約10分に短縮することに成功した。「ビームバンチャーが引き出しビームエミッタンスに及ぼす効果に関する研究」では、サイクロトロン入射ビームラインのバンチャーを用いることで、サイクロトロンから出射するビームのエミッタンスの減少と、さらに、このエミッタンスの減少によって引出効率が高くなることも実験的に明らかにした。「入射ビームエミッタンスとサイクロトロンシステムのアクセプタンスの計測装置の開発」においては、サイクロトロン入射ビームラインに据え付けられたPhase space collimatorを用いて、エミッタンス・アクセプタンスの計測試験を行った結果、本装置によってアクセプタンスの一部及びエミッタンスが計測できることを確認した。
湯山 貴裕; 百合 庸介; 石坂 知久; 倉島 俊; 石堀 郁夫; 奥村 進; 吉田 健一; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 19th International Conference on Cyclotrons and their Applications (CYCLOTRONS 2010), p.90 - 92, 2011/12
The JAEA AVF cyclotron provides various ion beams mainly for research in materials science and biotechnology such as estimation of radiation hardness of space-use devices and plant breeding by ion beams. The cyclotron is operated day and night usually from Monday morning to Friday evening, and the yearly operation time amounted to 3148.3 hours. The number of switchover of ion species, energy and beam course was 547 times. For higher stabilization of ion beam, we have improved the power supplies of the magnet coils by using the new feedback circuits with Peltier device to keep temperature of the circuit at 27 
1 C. In addition, a high stability ECR ion source of an all-permanent-magnet type, techniques of quick change of ion species or energy of microbeam by cocktail beam acceleration and large-area uniform beam formation using multipole magnets are being developed.
奥村 進; 宮脇 信正; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一; 石堀 郁夫; 百合 庸介; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.374 - 376, 2011/12
原子力機構AVFサイクロトロンでは、材料・バイオ研究利用が主流のため、同じビームでの照射時間が数時間程度と短く、ビーム切換時間の占める割合が大きい。マシンの利用効率を向上するために、高頻度で実施されるビーム切換の時間短縮を目指している。ビーム切換では、毎回再立ち上げを行うサイクロトロン磁場形成に最も時間を費やしている。そこで、短時間でサイクロトロンの磁場形成を可能とする技術開発を行っている。磁場立ち上げ直後に発生する磁場の過渡的変動を抑制し、安定な磁場を迅速に形成するために、磁場補正システムの構築を行った。すなわち、主コイルの外周に沿って5ターン分巻いた補正コイルによって主磁場の微調整を行う。磁極間に設置されたNMR磁場計測プローブによって得られた磁場計測値に基づいて、PID制御による磁場制御を行い、短時間で設定磁場に収束できることを確認した。
山田 圭介; 奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 吉田 健一; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 上松 敬; 宇野 定則; 千葉 敦也; et al.
Proceedings of 8th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), 3 Pages, 2011/08
原子力機構のイオン照射研究施設TIARAが有するAVFサイクロトロン(K110),3MVタンデム加速器,3MVシングルエンド加速器,400kVイオン注入装置の2010年度の運転状況,保守・整備及び技術開発の概要を報告する。年間運転時間はサイクロトロン3343時間,タンデム加速器2115時間,シングルエンド加速器2367時間,イオン注入装置1800時間であった。サイクロトロンについてはイオン種・エネルギー変更回数234回,加速モードの変更回数55回であった。東北地方太平洋沖地震後の運転を点検及び東京電力の計画停電の影響のために中止した。地震により、サイクロトロンでは遮蔽扉のロックピンが破損した他、入射系のターボ分子ポンプが故障した。全加速器について点検後の調整運転でビーム加速・輸送に問題がないことを確認した。技術開発では、多重極磁場による大面積均一照射技術の開発を進めるために専用の照射チャンバーをサイクロトロンのビームラインに設置した。また、2009年に設置したサイクロトロンのアクセプタンス測定装置の性能試験を開始するとともに、主磁場の迅速切替え技術の開発をほぼ完了した。イオン注入装置ではクラスターイオン専用のビームラインを増設するために偏向電磁石の入れ替えを行った。新ビーム開発では、サイクロトロンで190MeV 
N
, 490MeV 
Xe
を、タンデム加速器でIn
、イオン注入装置でGd
及びC
をそれぞれ加速した。
奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 吉田 健一; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 奥村 進; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 百合 庸介; et al.
JAEA-Review 2010-065, JAEA Takasaki Annual Report 2009, P. 180, 2011/01
TIARAの主要加速器であるAVFサイクロトロンの2009年度における運転及び整備の状況、また、新イオンビーム開発及びビーム計測技術並びにサイクロトロンのイオン種・エネルギー短時間切替技術開発の現状を報告する。
吉田 健一; 奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 上松 敬; 宇野 定則; 千葉 敦也; 山田 圭介; et al.
Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.23 - 26, 2010/08
原子力機構のイオン照射研究施設TIARAが有する各加速器の2009年度の運転状況と近年の技術開発の概要を報告する。2009年度はいずれの加速器においても大きなトラブルはなく、サイクロトロン:3148時間,タンデム加速器:2100時間,シングルエンド加速器:2416時間,イオン注入装置:1866時間の運転を行った。技術開発については、サイクロトロンのビーム引き出し効率の向上等を図るため、加速周波数を上下にスキャンしたときの引き出し前のビーム電流の変化からビームの加速位相を算出し、その結果をもとに中心領域の磁場分布を調整することでビームの加速位相を制御する方法を開発した。またタンデム加速器では、負イオンの荷電変換効率を高めるために重要なパラメータであるガスセル内のガス圧力を加速管の出口後の真空度から算出する方法を確立した。イオン注入装置では、フラーレンビーム形状を正確に測定するためのマルチファラデーカップを開発した。
宮脇 信正; 奥村 進; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一; 石堀 郁夫; 百合 庸介; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.975 - 978, 2010/08
原子力機構AVFサイクロトロンでは、材料・バイオ研究利用が主流であるため、同じビームでの照射時間が短く、ビーム切換が高頻度のため、ビーム切換時間、つまりサイクロトロンの運転条件変更時間の占める割合が大きい。マシンの利用効率を向上するために、このビーム切換時間の短縮を目指しているが、この時間の大半は、磁場の立ち上げに費やされている。減衰振動型励磁方法を用いた迅速な主磁場立ち上げを行うことで、従来よりも短時間で磁場を立ち上げることが可能となった。
柏木 啓次; 宮脇 信正; 奥村 進; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 吉田 健一; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.945 - 947, 2010/05
An apparatus for transverse acceptance measurement has been developed in JAEA cyclotron facility. The apparatus consists of a phase-space collimator in the injection beam line and a beam current monitor after the cyclotron. The collimator consists of two pairs of position-defining slits and angle-defining slits to inject an arbitrarily small portion of transverse phase-space into the cyclotron. Measurement of the acceptance is made by injecting every portion in the whole phase-space which should be large enough to cover the acceptance. The acceptance can be estimated from the sum of the portions of the beam which pass through the system. The beam is measured by an uncooled Faraday cup or a scintillator because of the low beam current from a few picoampere to a few hundred picoampere in HEBT for acceptance measurement.
奥村 進; 宮脇 信正; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一; 石堀 郁夫; 百合 庸介; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.572 - 574, 2010/03
原子力機構AVFサイクロトロンでは、材料・バイオ分野の研究利用のために高頻度でビーム条件の変更が求められており、マシンの利用効率の向上のため、さらにマシンタイムの慢性的な不足を解消するためにもこのビーム変更の短時間化が課題であった。サイクロトロンの場合、ビーム変更に最も時間を要してきたのは磁場の変更時間であり、われわれは、それを短縮するために磁場迅速切換技術の開発を行っている。磁場切換を短時間で行うには、サイクロトロン磁場をいかに高精度にモニタし、いかに短時間で磁場を収束・安定化するかが課題である。そこで、今回はサイクロトロン内部の磁場を計測可能なNMRプローブを導入し、サイクロトロンで加速するすべてのビーム条件に対応する磁場計測システムを開発した。本発表では、開発したシステムの概要及び磁場計測結果を中心に報告する。
宮脇 信正; 奥村 進; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一; 百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.183 - 185, 2010/03
JAEA AVFサイクロトロンの中心領域において、3つの加速モード(H=1, 2, 3)に対するビーム位相(BP)について検証した。実験により、BPと位相制限スリット(PDS)によって決まるビーム軌道の動径方向の変位との関係と、バンチャーシステム(BB)によってシフトされる初期位相との関係を明らかにした。H=1の場合、それらの間に相関が観察されたが、H=2の場合には何も見られなかった。H=3の場合には、BPにおけるビーム強度のみにそれらのパラメータとの相関が見られた。このようなHに依存するBPの特性の違いを考慮してサイクロトロンの入射系と中心領域を最適化することにより、高品位ビームを高い透過効率で加速することが可能となる。
柏木 啓次; 宮脇 信正; 奥村 進; 石堀 郁夫; 倉島 俊; 百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 吉田 健一; 上松 敬; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.244 - 246, 2010/03
加速器内でのビームロスを低減するためには、加速器のアクセプタンス領域に入射ビームのエミッタンス領域を整合させる必要がある。原子力機構高崎ではサイクロトロンに対する入射ビームのこの整合を評価するためのエミッタンス及びアクセプタンス測定装置の開発を行っている。アクセプタンス測定の方法は次のとおりである。ある位相空間領域のビームを加速器に入射し、加速器出射後のビーム強度を検出器で測定する。ビームが透過する領域がアクセプタンスの一部である。さまざまな位相空間領域について測定を行うことで、アクセプタンス全体を求めることができる。本論文ではアクセプタンス測定装置のうちの入射ビームの横方向位相空間領域を制限する装置について報告する。一対の位置制限スリットと角度制限スリットを用いることで、2次元もしくは4次元位相空間の指定した領域のビームを加速器に入射することを可能とした。
倉島 俊; 吉田 健一; 及川 将一*; 佐藤 隆博; 宮脇 信正; 湯山 貴裕; 奥村 進; 柏木 啓次; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 267(12-13), p.2024 - 2027, 2009/06
被引用回数：10 パーセンタイル：56.57(Instruments & Instrumentation)原子力機構AVFサイクロトロンでは、集束レンズを用いて数百MeV級の重イオンマイクロビームを形成するためにビームのエネルギー幅を縮小するフラットトップ加速技術やビーム位相幅制御技術の開発を行っている。イオンビームを用いた生物細胞の低線量応答や宇宙用半導体の耐放射線性評価の研究では線エネルギー付与(LET)を大きく変える必要があるため、イオン種やエネルギーを頻繁に変更する。サイクロトロンでは、カクテルビーム加速技術によりイオン種を短時間で切り替えることが可能であり、効率的に照射実験を行うことができる。今回われわれは、260MeV Neのマイクロビームを形成した後に、電荷質量比M/Q
2.85のイオン種のカクテルビーム加速を行い、マイクロビームの短時間切り替えを試みた。その結果、30分程度の調整時間で520MeV Arのマイクロビームを形成することに成功した。カクテルビーム加速を用いないと8時間程度かかるので、大幅な時間短縮が可能になり、利用研究の効率向上や研究分野拡大への貢献が期待される。
百合 庸介; 石坂 知久; 湯山 貴裕; 奥村 進; 石堀 郁夫; 横田 渉; 渡辺 伸一*; 久保野 茂*; 大城 幸光*
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.3895 - 3897, 2009/05
It is possible to fold the tails of the transverse beam profile into the inside, or even to uniformize the beam distribution in the properly-designed nonlinear beam transport system. A two-dimensionally uniform beam profile was formed using sextupole and octupole magnets at the azimuthally-varying-field cyclotron facility of Japan Atomic Energy Agency. Such a uniform beam enables us to perform uniform irradiation over the whole area of a large sample at a constant particle fluence rate, unlike the raster scanning system. Uniformization of heavy-ion beams as well as protons has been performed for the application of materials sciences. In order to reduce undesirable beam halos at the target, tail-folding of the spot heavy-ion beam is also planned using the nonlinear focusing method.
