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広田 耕一
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.923 - 941, 2010/12
放射線は環境負荷物質の分解に有効な高度処理技術の1つであり、大気や水への直接照射により生成させた活性種を利用して環境負荷物質を処理することができる。大気に放射線を照射するとN
, O, OHなどの化学種が生成するが、この中でOHは環境中の有害物質を効率的に酸化分解できる最も重要な活性種である。一方、水中の有機化合物の処理ではOHと水和電子が酸化反応の役割を担う。放射線による環境負荷物質の分解では、線源として電子線と
線が利用されるが、放射線管理や運転の容易さ等の点で電子線の普及が進んでいる。本研究では、基礎的な実験結果を踏まえ、NO
とSO,ダイオキシン類,染色廃液など環境負荷物質の処理パイロット試験及び実証試験の概要や成果について報告する。
斎藤 公明
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.623 - 646, 2010/12
Computational human phantoms with Monte Carlo simulations have been widely utilized for dosimetry in radiation protection and other fields. This text introduces typical computational human phantoms with diverse examples on their applications. Some examples of dosimetric quantities for radiation protection purposes obtained using simulations with the phantoms are shown and discussed after brief explanation of a dosimetry system employed in radiation protection. Further, some important applications of the phantom techniques to fields other than usual perspective radiation protections are discussed. Through these examples, usefulness and potential of the phantoms will be demonstrated.
平出 哲也
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.137 - 167, 2010/12
放射線化学研究においての陽電子利用には、幾つかの利点が存在する。そのひとつが陽電子消滅である。凝集系で陽電子は、そこに存在する電子のひとつと対消滅する。その寿命はおよそ100ピコ秒から10ナノ秒である。つまり、陽電子消滅はこの時間領域の反応に関する情報を与えてくれる。第二の利点は陽電子と電子の結合状態、ポジトロニウムを形成するということである。このポジトロニウム形成は、カチオンと自由電子の再結合に非常によく似ている。その結果、このポジトロニウム形成は非常に速い反応に関する情報を与えてくれる。これらの利点を活かして、多くの興味深い研究が行われてきた。ここでは、陽電子利用の実験手法の基礎と現在までに行われてきた研究例を紹介する。
田中 淳; 長谷 純宏
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.943 - 957, 2010/12
The characteristics of ion beams on the mutation induction in higher plants were investigated. Mutation induction rates by using known visible Arabidopsis mutant phenotypes indicated that mutation frequencies induced by carbon ions were 20-fold higher than those induced by electrons. Molecular analyses showed that half of the mutants induced by ion beams possessed large DNA alterations such as intergenic deletion, inversion and translocation, while the rest had point-like intragenic mutations. On the other hand, mutants induced by low LET radiation such as electrons predominantly possessed point-like intragenic mutations. It is possible that ion beams induce a limited number of large and irreparable DNA lesions, resulting in the production of null mutations that show a new mutant phenotype. Novel mutants, such as those that are UV-B resistant, have serrated petals and sepals, or lack anthocyanins, have been induced by 220 MeV carbon ions in Arabidopsis. In chrysanthemum and carnation, several kinds of flower-color and flower-form mutants that have never been produced by -rays or X-rays were induced by carbon ions. These observations indicate that the characteristics of mutations induced by ion beams are high frequency and broad spectrum, and produce novel mutants. Many breeding programmes are using mutants induced by ion beams and successfully producing useful new crop varieties.
籏野 嘉彦; 勝村 庸介; Mozumder, A.*
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, 1045 Pages, 2010/12
この本は「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用; 最近の進歩,応用及びインターフェイス」について最近の研究成果をまとめている。この本の編集・執筆は、これと類似の題目の「荷電粒子及びフォトンと物質との相互作用; 化学,物理化学,生物学及びこれらの応用」A.Mozumder,籏野嘉彦編、Marcel Dekker, New York(2004)に対して広く国際的に多くのコミュニティーから高い評価を受けたことに、その背景がある。この前編は、キュリー,レントゲン以降100年間の放射線・物質相互作用基礎研究の成果を次世紀へ向けてまとめる目的で開催されたIAEAの10年間プロジェクトがもとになって編集・執筆された。これに対する高い評価と要望とは、このような後ろ向きのまとめでなく、前向きに、現在の進歩の状況及び将来展望、最近盛んになりつつある応用とインターフェイスの構築について編集・執筆して欲しいというものである。このようにして、この本では相互作用の初期過程及び基礎過程について最近の研究の進歩と将来展望をまとめるとともに物質,環境,バイオ,宇宙,原子力などの広範な科学・技術への応用とインターフェイスについてまとめている。
山下 真一; 田口 光正; Baldacchino, G.*; 勝村 庸介
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.325 - 354, 2010/12
重イオンの照射効果は低LET放射線とは大きく異なる。このような特異性は放射線治療や表面加工,分析技術などに利用されているものの、なぜこのような特異性が生じるのか、その詳細なメカニズムには依然不明な点も残っている。本章では、原子イオンビームによる水の放射線分解について実験的にどのようなことが近年明らかになってきたか、特にこの5年間の進展を中心に取り上げる。また、定常照射とパルス照射とでは利点や制限も異なるため、別々にまとめてある。これまで報告されている水分解生成物の収量からトラック構造やトラック内ダイナミクスについても議論する。
Lin, M.; 勝村 庸介*
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.401 - 424, 2010/12
放射線化学に関する最新の成果をまとめた専門書(Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces)がCRC Press LLCから出版された。その中の1章(Radiation Chemistry of High Temperature and Supercritical Water and Alcohols)を執筆した。高温・超臨界状態の水とアルコールの放射線化学研究に関するこの5年の成果についてまとめた。
横谷 明徳; 藤井 健太郎; 鹿園 直哉; 鵜飼 正敏*
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.543 - 574, 2010/12
このレヴューは、「荷電粒子及び光子と物質との相互作用; 最近の進展,応用及び境界領域」について書かれた本の一章である。このレヴューでは、われわれが最近放射光やイオンビームを用いて研究を行ったDNA変異に関する最新の知見を紹介するとともに、DNA変異に対する酵素的修復作用についての生化学的及び大腸菌を使った突然変異誘発に関する成果を示し、過去の知見と比較しながらDNA変異の生物応答に果たす役割を論じる。
玉田 正男; 前川 康成
Charged Particle and Photon Interactions with Matter; Recent Advances, Applications, and Interfaces, p.737 - 759, 2010/12
橋かけ,グラフト重合,低分子量化などの放射線加工は高分子の機能化に有用な手法である。これらの手法の特徴を多様な応用の観点から記載した。橋かけでは、可溶性のセルロース誘導体などの多糖類は、褥瘡防止マット,冷却材,家畜排泄物用の水分吸収材などに応用可能なゲルが作製できる。また、橋かけしたポリ乳酸は熱収縮チューブや弾性フィルムに応用可能である。グラフト重合は目的とする機能を既存の高分子基材に導入できる。繊維状の高分子基材から得られた金属捕集材は、有害・有用金属を高速に捕集することができる。フッ素系や芳香族高分子のフィルムからは、高耐久性の燃料電池膜が作製できる。低分子量化した多糖類では、植物の生長促進作用が誘起される。
福田 光宏; 伊藤 久義; 大島 武; 西堂 雅博; 田中 淳
Charged Particle and Photon Interactions with Matter, p.813 - 859, 2003/11
近年、イオンビームは、医学・医療をはじめ、材料科学・バイオ技術などの原子核物理学以外の分野において広範に応用されるようになり、従来のX線・線・電子線などの利用では得られなかった研究成果が続々と生み出されてきている。イオンビームは、物質中でその飛跡に沿って局所的にエネルギーを付与し、高密度に物質をイオン化したり、励起したりすることができるだけでなく、優れた直進性,異種元素の注入,打ち込み深度及び個数の自在制御,物質表面原子のたたき出しや電子・X線・中性子等の二次粒子放出,RI生成など、多面的な特質を持っている。物質の種類や形状・構造などに合わせてこれらのイオンビームの特徴を上手に活かすことにより、新しいものを創り出したり、物質の中を微細に調べたりすることが可能となる。原研高崎研究所では、材料・宇宙・バイオ科学分野などにおける高度なイオンビーム利用を推進するため、軽イオンから重イオンにわたる多種類のイオンをkeVオーダーから数百MeV級まで加速できるイオン照射施設TIARAを建設し、最先端のイオンビーム利用研究を先導するビーム技術を開発してきた。本稿では、TIARAで得られた材料・宇宙・バイオ科学分野におけるイオンビーム利用の研究成果と今後の展望について解説している。
南波 秀樹
Charged Particle and Photon Interactions with Matter, p.729 - 742, 2003/11
電子線を用いた排煙処理に関し、その原理と反応機構に関し詳述した。(1)「序論」では、大気中での酸性雨発生の機構と排煙処理の必要性を述べた。(2)「入射電子」では、気体中に入射した電子と物質との相互作用を、エネルギー付与,阻止能と飛程について述べるとともに、実際の電子加速器の使用において問題となる窓箔でのエネルギーロスについて解説した。(3)「初期過程」においては、気体中で電子から与えられたエネルギーがどのような経路を経て、窒素酸化物,硫黄酸化物の酸化に寄与するかを詳述した。(4)「実用規模プラントとほかの排ガス」においては、電子線排煙処理の実用規模プラントに関して述べるとともに、窒素酸化物,硫黄酸化物以外の排煙処理に関して解説した。