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須郷 由美; 田口 光正; 永石 隆二; 佐々木 祐二; 広田 耕一; 森田 泰治
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 26, 2009/12
使用済核燃料からアクチノイドを分離するための抽出剤の耐放射線性を評価する際には、従来から最も簡便な方法である
線照射のみに頼ることが多かった。しかし、実際の分離プロセスでは、線エネルギー付与(LET)の小さい線や
線だけでなく、分離対象核種であるアクチノイドから生じる高LETの
粒子も抽出剤に吸収される。放射線分解生成物の種類や収量はLETに依存するため、粒子による抽出剤の放射線分解特性をも把握する必要がある。本研究では、TODGAを溶解したドデカン溶液に、イオン照射研究施設のタンデム加速器から生じるHeイオンビームを深度制御細胞照射装置(TC1)を用いて、大気圧のもと水平方向にスキャン照射した。吸収線量に対するTODGA濃度の減衰曲線から放射線分解収量(G値)を求め、線照射の場合と比較すると、線照射では約1/4の値となった。よって、線,線,線が混在する実際の系での抽出剤の分解G値は、従来の線照射試験のみで得られる値よりも低く見積もることができると考えられる。
山田 圭介; 宇野 定則; 千葉 敦也; 横山 彰人; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 上松 敬
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 168, 2009/12
TIARA静電加速器において平成20年度に行ったビーム発生及び照射技術の開発の結果を報告する。タンデム加速器では、直接測定することが困難な高電圧デッキ内ガスセルのストリッパーガス圧力(P
)を求めるため、タンクを出た後のビームラインの圧力(P
)とPの関係式を0.5MeV水素負イオンがガスセルを透過する割合を用いて求めた。その結果、P=2.54
10
Pの関係があることがわかった。シングルエンド加速器では、直径が数百nm以下のビームを形成するために高輝度化を進めているRFイオン源のエミッタンスをより高精度に測定するために、発光体を利用したエミッタンスモニターの角度分解能を、発光像を得る2点間の距離を長くしビームの発散による2点の発光像の違いを大きくすることにより向上させた。イオン注入装置では、ビーム電流分布を計測するために小型のファラデーカップ(FC)を2次元的に配置したマルチファラデーカップ(MFC)に最適なFC形状を調べるため、深さ及び底の角度を変えられる33個のFCからなるMFCを試作した。
Sr solvent impregnated resin against irradiation星 陽崇; 菊池 孝浩; 森田 泰治; 木村 貴海
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 24, 2009/12
高レベル廃液から発熱性のCs及びSrを選択的に分離するプロセスの研究開発を行っている。本研究ではCs又はSrに対して高い選択性を有する含浸吸着剤を調製し、線照射に対する耐久性を評価した。含浸吸着剤は硝酸溶液に浸漬させた状態で線を照射し、Cs又はSrの飽和吸着容量の変化を調べた。照射後の吸着剤はろ過後、乾燥させ、Cs又はSrを含む硝酸溶液と接触させて、飽和吸着容量を測定した。高濃度(
4M)の硝酸溶液中で照射した吸着剤では照射による明確な吸着容量の低下が認められたが、低濃度(
4M)の硝酸溶液中で照射した場合は、照射による吸着容量の低下はごくわずかであることが判明した。本試験から得られた知見を今後の実分離プロセスの概念設計に資する。
-ray irradiation野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 川崎 武志*; 原田 雅幸*; 川田 善尚; 森田 泰治; 菊池 俊明*; 池田 泰久*
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 25, 2009/12
FBR燃料用高度化沈殿法再処理システム開発の一環として、U(VI)のみを選択的に沈殿させる第1沈殿工程の候補沈殿剤である
-
-ブチル-2ピロリドン(NBP)の線照射に対する耐久性を、硝酸濃度をパラメーターとして検討した。硝酸濃度3Mにおいては、照射に伴うNBPの残存率は硝酸濃度によらず線量増加とともに直線的に減少し、1MGyの照射で約20%が分解した。一方、6M硝酸水溶液においての劣化は顕著であり、0.1MGyの照射で約30%が分解することがわかった。NBPの劣化機構について検討したところ、照射によりNBPのピロリドン環に酸素原子が付加して開環し、さらなる酸素原子の付加により低分子化が生じ、複数の鎖状モノアミドやC4化合物を経てシュウ酸が生成・蓄積することが明らかとなった。
渡辺 智; 橋本 和幸; 渡邉 茂樹; 飯田 靖彦*; 花岡 宏史*; 遠藤 啓吾*; 石岡 典子
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 109, 2009/12
われわれは、がんに特異的に濃集する
Lu-抗体を開発し、がん治療薬としての有用性を評価することを目指している。そのためには、高純度で無担体のLuが必要である。そこで、本研究では、Lu-抗体の合成が可能な無担体Luの製造法の開発を行った。濃縮
Yb
O
ターゲットを原子炉JRR-3で照射し、Yb(n, ) Yb(半減期1.91時間)
Lu反応でLuを作製した。照射済みの濃縮YbOを塩酸で溶解し、逆相シリカゲルカラムにチャージし、あらかじめ不純物元素を取り除くために陽イオン交換カラム及びキレート交換カラムで精製した0.25M 2-ヒドロキシイソ酪酸(2-HIBA)/0.1M 1-オクタンスルホン酸ナトリウム(1-OS)を溶離液として用い、LuとターゲットであるYbとを分離した。分離後のLuフラクションを陽イオン交換カラムに通して2-HIBA/1-OSを完全に除去し、さらに残った不純物元素を取り除くために陰イオン交換カラムを通して最終Lu溶液を得た。このLuを用いてLu-抗体の標識実験を行った結果、標識率は80%以上であることがわかり、抗体への標識が可能な高純度無担体Luの製造が可能となった。
Cd伊藤 小百合; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 石岡 典子; 藤巻 秀
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 104, 2009/12
Recently, Cd accumulation in soybean seed is considered one of the acute agricultural problems in Japan. However, characteristics of Cd transport and accumulation in soybean plants are unclear so far. In this study, the mechanism of Cd transport in young soybean plants was characterized using tracer of a positron-emitting Cd (half-life: 6.5 hours) and the positron-emitting tracer imaging system (PETIS). Soybean (Glycine max [L.] Merr. cv. Williams) seeds were grown hydroponically for 3 weeks after sowing. The test plants were placed between a set of the PETIS detector heads in another growth chamber. Cd and was added to the hydroponic solution with non-radioactive Cd. The imaging with PETIS was performed for 36 hours. In the field of view of PETIS, Cd was observed very weakly. Cd appeared in the shoot base at about 10 hours after Cd feeding, which timing was 10 times later compared with the results of rice. Cd was not reached the leaves within 36 hours. These results may indicate that Cd transport might be particularly slow in soybean plants.
CO and positron emission tomography河地 有木; 菊地 郁*; 渡部 浩司*; 鈴井 伸郎; 石井 里美; 石岡 典子; 藤巻 秀
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 101, 2009/12
Photoassimilate translocation and distribution are important topics for understanding the mechanism of the growth and development of the organ to be harvested. Carbon-11 (C) labeled photoassimilate translocation into fruits of tomato has been imaged using carbon-11-labeled carbon dioxide and the positron emission tomography (PET). Dynamic PET data of gradual increasing of C activity and its distribution is acquired quantitatively in intact plant body. This indicates that the three dimensional photoassimilate translocation into the fruits is imaged successfully and carbon kinetics is analyzed to understand the plant physiology and nutrition.
鈴井 伸郎; 中村 進一*; 伊藤 小百合; 河地 有木; 石岡 典子; 藤巻 秀
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 102, 2009/12
We have developed a monitoring system of Cd radioactivity in tracer solution using Positron Multi-Probe System (PMPS) that enables the noninvasive measurement of the amounts of Cd uptake by an intact plant. Two-week old oilseed rape plant (
L.) was placed into a plastic cylindrical container containing 30 ml of 0.5 mM CaCl solution with approximately 10 MBq of Cd. The cylindrical container was divided by nylon mesh into two compartments, the root of the plant was immersed in the upper compartment, and a pair of PMPS detectors was placed outside the bottom compartment. As a result, we successfully obtained the continuous data of the amount of a radioactive tracer taken up by the intact plant for 36 hours.
Cd translocation in Tobacco plants中村 進一*; 鈴井 伸郎; 石岡 典子; 河地 有木; 伊藤 小百合; 服部 浩之*; 茅野 充男*; 藤巻 秀
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 103, 2009/12
Tabacco plant is one of model plants which enable us to manipulate its gene expression, it is expected to create crop plants with low Cd content in the future. In this study, we visualized Cd dynamics in tobacco plant. Tobacco plants (
) were grown hydroponically in a growth chamber where the growth conditions of plants were controlled completely for two weeks after sowing. After setting plants in the chamber, PETIS experiments were started by adding purified Cd in nutrient solutions. Time-series images of the Cd distribution were obtained with the PETIS apparatus. Each image was obtained every four minute for 36 hours. We succeeded to obtain fine serial images of Cd transport and accumulation in tobacco plants. Strong Cd signals were observed in the roots of tobacco plants. We also could see strong signals of Cd in the stems. In leaves, Cd signals were distributed thoroughly. The pattern of Cd signal distribution in the tobacco plants was similar to that in oilseed plants). These results demonstrated that dicotyledonous plants had the similar pattern of Cd distribution when plants were treated at low concentration of Cd.
上松 敬; 宇野 定則; 千葉 敦也; 山田 圭介; 横山 彰人; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 横田 渉; et al.
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 175, 2009/12
平成20年度にTIARAの3台の静電加速器は順調に稼動し、計画されたイオン照射実験はユーザーの都合で中止したものを除いてすべて実施した。年間運転時間は、タンデム加速器,シングルエンド加速器,イオン注入装置についてそれぞれ2009, 2426, 1882時間と例年並であった。整備では、タンデム加速器の制御系の更新を行うとともに、ターミナルの機械的振動による加速電圧の不安定をペレットチェーンの駆動機構の調整により改善した。また、シングルエンド加速器のSF
ガスの高純度化及びストレージタンクの再塗装を行った。新ビーム開発においては、イオン注入装置でBiイオンについて0.5
A程度の生成が可能となった。
飯田 靖彦*; 花岡 宏史*; 渡辺 智; 渡邉 茂樹; 石岡 典子; 吉岡 弘樹*; 山元 進司*; Paudyal, P.*; Paudyal, B.*; 樋口 哲也*; et al.
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 108, 2009/12
As antibody binds specifically to corresponding antigens, radiolabeled antibody also binds to cells expressing antigens on surface membranes. Large amounts of antibodies labeled with cytotoxic radionuclides are administered intravenously in cancer patients, after diagnostic imaging using the tracer amount of radiolabeled antibody. In this study, we developed this therapy, called radioimmunotherapy, for effective treatment in cancer patients without damaging normal cells which do not express antigens. We developed Lu-DOTA-NuB2 using carrier-free Lu, and obtained remarkable results for decreasing tumor. Tumor specific radionuclide therapy using Lu is effective therapy with less adverse reactions.
横田 渉; 佐藤 隆博; 奥村 進; 倉島 俊; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 吉田 健一; 神谷 富裕
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 165, 2009/12
原子力機構・高崎量子応用研究所のTIARAにおいて、サイクロトロン用の集束式マイクロビーム形成装置を用いて高速シングルイオンヒットシステムの開発が進められている。昨年度に目標の2.5倍以上の25ヒット/秒の最高ヒット速度を達成したが、シングルイオンヒットの本格的な利用のために解決することが必要な二つの課題が見つかった。一つは狙った1点に複数のイオンが当たる多重ヒットで、全ヒット数の数%を占めた。他の一つは狙った点にイオンが当たらないミスヒットで、全ヒット数の10%以上に上ることがある。多重ヒットはシングルイオンヒットの検出システムの応答速度を高めることで1%以下に抑えることができたが、ミスヒットについては集束装置のマイクロスリットにより散乱されたイオンにより生じている可能性が高いことがわかった。
N-labeled nitrogen gas tracer and the imaging of nitrogen fixation in soybean nodules石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 河地 有木; 松橋 信平; 大竹 憲邦*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 106, 2009/12
The nodule is a symbiotic organ of leguminous plants with rhizobium. Soybean plants utilize nitrogen (N) fixed by nodules from atmospheric N. Until now, 
N, a stable isotope, has long been used for studies of N fixation. However, because this method is invasive, it has been difficult to analyze an instant response to an environmental (ex. temperature, light) changes. The purpose of our study is to image the N fixation and analyze the kinetics quantitatively and noninvasively by using nitrogen gas labeled with N (half life: 10 min), a positron emitting isotope, and PETIS (positron-emitting tracer imaging system). Previously, we succeeded in producing N-labeled nitrogen gas However, it was required to purify the gas because it was likely to contain physiologically active N-labeled impurities. In this paper, we report development of a new method of production of pure N and the imaging of nitrogen fixation.
菊地 郁*; 河地 有木; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 伊藤 小百合; 石岡 典子; 本多 一郎*; 藤巻 秀
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 105, 2009/12
In the eggplant cultivation, defoliation is normally used to prevent the disease and insect as well as raise the efficiency of light interception for efficient fruit production. However the general guideline for defoliation is not established yet because fundamental knowledge about effects of defoliation on the nutritional balance in individuals has hardly been obtained. For these reason, it is important to clarify the accumulation mechanism of the photoassimilates which is translocated from each leaf to the fruit in eggplant. Previously, we succeeded to observe translocation of C-labeled photoassimilates from a leaf into a fruit and established a method for the quantitative analysis of photoassimilates using the positron-emitting tracer imaging system (PETIS). PETIS can noninvasively visualize the movement of C-labeled photoassimilates in plants and repetitive analyses using one plant are possible due to the short half-life (20 min) of C. In this study, we analyzed translocation of photoassimilates from each of major leaves to a fruit, and estimated the contribution of the respective leaves to accumulation of photoassimilates in the fruit using CO and PETIS.
Br-m-bromobenzylguanidine (Br-MBBG) for in vivo imaging of neuroendcrine-tumor with PET渡邉 茂樹; 花岡 宏史*; Liang, J. X.; 飯田 靖彦*; 渡辺 智; 遠藤 啓吾*; 石岡 典子
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 107, 2009/12
I-m-Iodobenzylgunanidine (I-MIBG), functional analogue of norepinephrine, has been employed for the therapy of neuroendcrine tumors which express norepinephrine transporter (NET). 
I-MIBG scintigraphy has been also used for diagnosis of the neuroendcrine tumors. However, MIBG scintigraphy has been not enough for diagnosis of neuroendcrine tumors due to poor sensitivity and resolution. Positron emission tomography (PET) is superior to spatial resolution and quantitative capability. To improve diagnostic ability of NET positive neuroendcrine tumor, positron emitter Br labeled m-bromobenzylguanidine (Br-MBBG) was synthesized. Br was synthesized successfully with 50% of labeling efficiency, and the compound had great stability in vitro. In biodistribution studies using neuroendcrine tumor xenografted nude mice, Br-MBBG showed highest accumulation to the tumor, which is relative high compared to that of MIBG. These results indicate that Br-MBBG is useful for in vivo imaging of neuroendcrine tumors with PET.
1 surface studied by reflection high-energy positron diffraction深谷 有喜; 河裾 厚男; 一宮 彪彦
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 145, 2009/12
最近、高速の電子ビームを結晶表面に低視射角で入射させた時に生ずる表面プラズモン励起の研究が行われ始めた。しかし、陽電子による表面プラズモン励起過程はほとんどわかっていない。陽電子は、結晶表面に対して浅い角度で入射すると全反射を起こす。したがって、陽電子による表面プラズモン励起過程は電子とは異なると予想される。本研究では、理想的な自由電子系であるアルミニウム単結晶表面からの全反射した陽電子のエネルギー損失スペクトルを測定した。測定したスペクトルには、約12eV間隔で現れる5つの明瞭な損失ピークが観測された。アルミニウムの表面プラズモンエネルギーは11.3eVであるので、これら一連の損失ピークは表面プラズモンの多重励起に対応する。エネルギーを損失していない弾性散乱ピークは小さく、3回表面プラズモンを励起した損失ピークが最も強いことがわかった。解析の結果、アルミニウム表面における表面プラズモンの平均励起回数は2.8回であることがわかった。全反射した陽電子は結晶の最表面近傍を飛行することにより、結晶の電子による遮蔽効果を受けにくい。したがって、結晶表面と相互作用する距離が伸びることにより、表面プラズモンの励起回数が増大したと考えられる。
-ray irradiation facilitis春山 保幸; 金子 広久; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 金沢 孝夫; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; 平井 利幸*; et al.
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 176, 2009/12
1号加速器は、新材料開発のためのグラフト重合,半導体の照射効果,外部ユーザーの種々の実験等に利用されている。電子加速器の年間運転時間は860.3hであった。コバルト60線照射施設は3つの照射棟に合計8つの照射室があり、0.004Gy/hから20kGy/hまでの広い範囲の線量率で照射が可能である。コバルト第1照射棟,コバルト第2照射棟及び食品照射棟のそれぞれの年間運転時間は19,480h, 12,503h及び6,066hであった。
-ray irradiation facilities金子 広久; 春山 保幸; 花屋 博秋; 山縣 諒平; 清藤 一; 金沢 孝夫; 山口 敏行*; 八木 紀彦*; 高木 雅英*; 平井 利幸*; et al.
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 177, 2009/12
1台の電子加速器及び線照射施設を、年間の運転計画に基づいて照射利用に供した。20年度の電子加速器の利用件数は515件で、宇宙環境材料及び有機・放射線化学分野が増加し、基盤研究及び原子力施設材料分野が減少した。線照射施設の利用件数は977件で、バイオ技術・医学応用分野及び宇宙環境材料分野が減少した。
中曽根 光; 川合 真紀*; 清末 知宏*; 鳴海 一成; 内宮 博文*; 大野 豊
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 65, 2009/12
The phytohormone auxin has roles in controlling various mechanisms in growth, proliferation, and differentiation of plants throughout the life stages. As a research initiative, the analysis of novel mutants created by ion-beam mutagenesis is an effective method. We previously isolated a novel auxin-related mutant which shows a reduced response to the anti-auxin. The SMAP1 gene, which is one of the missing genes in the 44-kb DNA region that is possibly deleted by ion beams in the mutant genome, is responsible for the 2,4-D / anti-auxin-resistant phenotype. The Arabidopsis genome has another copy of the SMAP gene, SMAP2. In this study, to better understand the biological function of the SMAP2 gene and its relationship to the mode of action of 2,4-D, we investigated the expression pattern of the SMAP2 gene and the phenotypic complementation of SMAP2 in the SMAP1 mutant.
長谷 純宏; 岡村 正愛*; 竹下 大学*; 鳴海 一成; 田中 淳
JAEA-Review 2009-041, JAEA Takasaki Annual Report 2008, P. 66, 2009/12
We examined the effect of stress treatment on the frequency of flower-color mutants induced by ion beams. We found that petunia seedlings treated with 3% sucrose from 8 days after sowing accumulated significant amount of pigments within 4 days compared to non-treated control seedlings. The petunia seedlings treated with sucrose were exposed to 320-MeV carbon ions. The sucrose treatment did not affect the survival rate and seed fertility of the M1 plants. In the M2 lines obtained by self-pollination of individual M1 plants, chlorophyll mutants were obtained in both treated and non-treated groups with a similar frequency. Flower-color mutants such as magenta, purple and light pink were obtained from the original color of purplish blue. The frequency of flower-color mutants was significantly higher in sucrose-treated group than in non-treated group. These results suggest that the sucrose pretreatment specifically increases the frequency of flower-color mutation following ion beam irradiation.
