Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
films by reactive sputtering deposition山本 春也; 箱田 照幸; 吉川 正人
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 123, 2014/03
シクロヘキサンなどに代表される有機ハイドライドは、水素を可逆的に放出・吸蔵できることから水素の貯蔵・輸送媒体として有望視されている。しかし、揮発した有機ハイドライドは、可燃性ガスであるため、漏洩する有機ハイドライド及び水素を安全に検知するセンサーの開発が水素社会を実現するうえでの課題の一つとなっている。本研究では、揮発した有機ハイドライド及び水素を光学的に検知できるガスクロミック材料の開発を目的に、反応性スパッタリング法を用いて成膜中の石英基板温度(室温-400
C)及び成膜後の熱処理温度(
400C)をパラメータに三酸化モリブデン(MoO)膜を作製し、走査型電子顕微鏡観察, X線回折法,ラザフォード後方散乱法により薄膜試料の表面形態,結晶構造,組成,膜厚などの評価を行うとともに、試料表面に白金(Pt)触媒を担持し、濃度5%のシクロヘキサンに曝した際に生じる着色特性の変化を調べた。その結果、基板温度: 300Cで成膜し、空気中において250Cで熱処理して作製した(011)結晶配向した単斜晶のMoO膜がシクロヘキサンに対して光学検知に十分な着色特性を示すことがわかった。
島田 明彦; 杉本 雅樹; 宮下 敦巳; 吉川 正人
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 29, 2014/03
高い放射線環境下で進められる東京電力福島第一原子力発電所の廃炉に向けた作業を支援するため、機能性セラミック材料研究グループでは、これまで原子力機構等が実施した高分子系材料・機器の耐放射線性試験等の結果878件を収録した「高分子系材料・機器の耐放射線性データベース(Database of Radiation Resistance on Polymer Materials and Equipments: DRRPME)」を整備、公開した。本データベースには、高分子材料423件、機器・部品223件、油脂・塗料103件、有機複合材料129件が収録されており、高分子系材料や機器の名称, 分類, 放射線の種類等による検索ができるよう設計されており、放射線環境下で試験された高分子系材料や機器にはどのような種類があるのか、あるいはそれらがどの程度の放射線量に耐えるのか、といった情報を簡単な操作で取り出すことができる。このようなデータベースでこれまでに公開されていたものはなく、本データベースは、東京電力福島第一原子力発電所事故の対応に限らず、原子力施設等の放射線環境下で使用する材料・機器の検討作業への活用も期待される。
出崎 亮; 杉本 雅樹; 吉川 正人
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 42, 2014/03
近年のエネルギー問題に鑑み、工業分野における省エネ化・高効率化は改善に取り組むべき最重要課題である。例えば、世界で最も利用される金属である鉄の精錬には、80%以上の気孔率を有する炭化ケイ素(SiC)フィルターが用いられている。従来のフィルターは、発泡プラスティックにセラミック粉末スラリーを流し込んだ後、発泡プラスティックを焼失させると同時に粉末を焼結する方法によって製造されてきた。しかしながら、この方法で得られるフィルターの圧縮強度は1MPa程度と低く、ろ過処理能力向上のために強度の改善が求められている。そこで本研究では現在実用化されているSiCフィルターの性能を超える、高気孔率と高圧縮強度を両立したSiCフィルターを開発することを目的とし、ケイ素系高分子と発泡剤の混合物を出発原料とした、ダイレクト・フォーミング、放射線架橋、焼成の工程からなる多孔質SiC材料の製造プロセスを検討した。その結果、数十数百
mの気孔径分布、80%の気孔率、従来の3倍となる3MPaの圧縮強度を有する多孔質SiC材料を得ることに成功し、本製造プロセスが高性能SiCフィルターの開発に有望であることを明らかにした。
宮脇 信正; 倉島 俊; 柏木 啓次; 奥村 進; 吉田 健一; 百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 158, 2014/03
A phase bunching effect in the central region of the JAEA AVF cyclotron has been investigated to obtain a narrow beam phase width necessary for extraction of a low energy spread beam. Simulation of a beam trajectory in the central region indicated that phase bunching was generated for the acceleration harmonic number (
) 2 and 3. The beam phase distribution of a 260 MeV 
Ne
( = 2) beam in the cyclotron was measured in order to experimentally confirm the phase bunching effect. As a result, reduction of the phase distributions from 
18.9 to 4 RF degrees was observed as consistent with the calculation results.
山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 的場 史朗; 千葉 敦也; 横山 彰人; 薄井 絢; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 宇野 定則
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 159, 2014/03
TIARA静電加速器において平成24年度に行った技術開発の成果を報告する。タンデム加速器ではクラスターイオン用荷電変換ガスの探索のために、0.24V
-0.34(V: Borh velocity)のエネルギー範囲でAuクラスターイオンとHe及びN
ガスとの衝突によるクラスターイオンの解離断面積を評価した。その結果、解離断面積は実験の範囲ではエネルギー依存性がなく、クラスターサイズ及びガスの種類に依存することがわかった。シングルエンド加速器では、平成23年度までに開発したエミッタンス測定装置を用いて、RFイオン源の引出電圧とエミッタンスの関係を測定した。その結果、1MeVプロトンビームでは、引出電圧が8.4kVのときに最も良いエミッタンスが得られることがわかった。イオン注入装置では、クラスターイオン用ファラデーカップ(FC)の小型化のため、底面に針を敷き詰めることで等価的にアスペクト比を高くしたFCを試作した。本FCを用いてフラーレンイオンの電流測定試験を行った結果、高いアスペクト比を有するFCと同等の測定値が得られたことから、本手法がクラスターイオン用FCの小型化に有用であることがわかった。
宇野 定則; 千葉 敦也; 山田 圭介; 横山 彰人; 薄井 絢; 齋藤 勇一; 石井 保行; 佐藤 隆博; 大久保 猛; 奈良 孝幸; et al.
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 179, 2014/03
平成24年度の3台の静電加速器は、ユーザのキャンセルを除きほぼ年間計画に沿って運転された。運転日数はタンデム加速器で171日、イオン注入装置で149日、シングルエンド加速器で168日であり、年間の運転時間は各々2,073時間, 1,847時間, 2,389時間で例年と同水準の運転時間であった。平成21年度から新たに創設され、実施機関として採択された文部科学省補助事業の「先端研究施設共用促進事業」では、11日の利用があった。タンデム加速器では故障による停止はなかったが、イオン注入装置ではイオンの生成不良で1日、シングルエンド加速器ではタンク内のイオン源ガス流量調整バルブの故障により4日停止した。イオン注入装置では、高速クラスターイオン研究開発グループからの要望で水素化ヘリウム(HeH)の分子イオンの生成試験を実施し、ビーム強度は200kVで50nAであった。タンデム加速器では、核融合炉構造材料開発グループからの要望でタングステン(W)イオンの加速試験を行い、15MeV、4価で20nAのビームが得られた。
N-labeled nitrogen gas tracer for the imaging of nitrogen fixation in soybean nodules石井 里美; 井倉 将人*; 尹 永根; Hung, N. V. P.*; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 小柳 淳*; 大山 卓爾*; 藤巻 秀
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 98, 2014/03
Nitrogen is the most important nutrient for the plants. Soybean can utilize nitrogen from atmospheric N fixed by nodules which are symbiotic organs of leguminous plants with rhizobia. In the beginning of this research project, we set our methodological goal to visualize and analyze the nitrogen fixation in the nodules and subsequent nitrogen transport to the aerial part in a plant using N and PETIS. Previously, we have developed a method of production of highly purified N-labelled nitrogen gas tracer using gas chromatography and successfully visualized nitrogen fixation in intact nodules. However, the yields of the tracer were only a few ten megabecquerels and too low to visualize the transport of fixed nitrogen to the aerial part. Therefore, we have been trying to improve the production method to gain much higher radioactivity with consideration of the very short half-life of [N]N. In this study, we tested a new technique to turn the main by-product [N]NO into the desired product [N]N directly.
partial pressure on nitrogen fixation in soybean plant using positron-emitting tracerHung, N. V. P.; 石井 里美; 鈴井 伸郎; 河地 有木; 尹 永根; 小柳 淳; 大山 卓爾*; 藤巻 秀
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 99, 2014/03
ダイズの根粒における共生的窒素固定に対する周辺空気の組成、とくに酸素分圧の及ぼす影響について解析するために、ポジトロンイメージング(PETIS)による画像化と解析を行った。窒素13ガスを製造、精製し、所定の酸素分圧となるようにトレーサガスを調製した。これをダイズ根粒に10分間投与し、PETISによりイメージングを行った。減衰を待ち、同一個体を対象に、酸素分圧を変えて(0%, 10%, 20%)実験を繰り返し、合計3回の実験を行った。各実験回において根粒が窒素を固定する動画像が得られ、これらのデータを解析したところ、酸素分圧が通常の20%から10%に低下した場合、窒素固定活性も顕著に低下するが、その程度は0%の場合とさほど変わりないことが明らかになった。
菊地 正博; 亀谷 宏美*; 下山 雄平; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 85, 2014/03
In this study, the relaxation times of radiation-induced radicals in fructose crystals were directly measured using pulsed ESR to reveal the strength of interaction with the neighboring dipoles. ESR spectra of the irradiated fructose by CW ESR were essentially same at tested dose levels. While, ESR spectra by pulsed ESR were drastically different according to dose levels. Furthermore, relative heights of side peaks increased as the increasing of dose levels. It is suggested that CW ESR can measure all of the unpaired electrons, while pulsed ESR can detect the interactions based upon neighboring unpaired electrons as the electron-spin echo swept in magnetic field. The relationship between the dose level and the relaxation times showed T of the side peaks were longer than those of the main peaks in fructose, indicating that radicals of the side peaks interact less with neighboring dipoles than do those of the main peak.
岸田 敬吾*; 川村 翔栄*; 菊地 正博; 中村 秀夫*; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 86, 2014/03
Using pulse-ESR and CW-ESR, we attempted the measurement of relaxation times (T
, T) of radicals induced in irradiated foods. The specimens were black pepper and hard wheat flour. We succeeded in measurement of the field swept echo signal of irradiated specimen and in direct analysis of relaxation times (T, T). T of irradiated black pepper was 33 s, and T of irradiated hard wheat flour was 21 s. T of irradiated black pepper was 420 ns, and T of irradiated hard wheat flour was 260 ns. We also succeeded in measurement of the signal of irradiated specimens by CW-ESR. We detected the strong singlet signal from irradiated pepper, and the broad complicated signal from irradiated hard wheat flour. It suggested that the radiation-induced radicals of these two specimens are different.
田中 淳; 野澤 樹; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 石川 秀高*; 小池 亜紀*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 103, 2014/03
Ion beams have been utilized for the Sub-Project on Composition or Quality in Rice (FY 2007 - 2012) under the Mutation Breeding Project of the Forum for Nuclear Cooperation in Asia (FNCA). The aims of this project are to increase food production and to improve food quality in Asia by developing new rice mutant varieties. Seven participating countries, i.e., Bangladesh, China, Indonesia, Korea, Malaysia, The Philippines, and Vietnam joined this project and irradiated seeds of their own rice varieties with ion beams. So far, most of the participating countries completed to decide the optimal dose for mutation induction for each rice variety and harvested offspring. In several countries, useful mutant candidates such as high yield, early maturation, disease or salt tolerant and semi-dwarf have been obtained. These results indicated that ion beams showed great performance in improving the agronomic traits.
飯牟礼 隆*; 保木 健宏*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 鳴海 一成*; 木原 誠*; 大串 憲祐*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 109, 2014/03
To determine ideal condition of ion beam irradiation for barley grain, carbon ion beams with the LET (Linear Energy Transfer) of 127 (C-127) and 275 (C-275) KeV/m, were applied and the variation of the germination rate, initial plant growth, the survival rate by cultivars and by irradiation doses was observed. As a result, no difference was observed among six cultivars tested and the survival rates were gradually decreased as to the irradiation doses. It was suggested from the relationship between the irradiation doses and the survival rate that the ideal irradiation doses at which the survival rate was around 80% were 10 Gy and 4 Gy for C-127 and C-275 irradiation, respectively.
松尾 陽一郎*; 泉 佳伸*; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 野澤 樹; 鳴海 一成*; 清水 喜久雄*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 112, 2014/03
To investigate the nature of mutations induced by accelerated ions in eukaryotic cells, the effects of carbon-ion irradiation were compared with those of 
-ray irradiation in the budding yeast 
. Previous studies suggested that the mutation sites induced by carbon ions were localized near the linker regions of nucleosomes, whereas mutations induced by rays were located uniformly throughout the gene. We hypothesized that the locus of mutations might be related to the nucleosome structure. To confirm this hypothesis, we examined the mutation spectrum in the 
gene with the altered nucleosome structure. It is likely that sites of mutations occurred in the with altered nucleosome structure is inconsistent with those in the wild type. We will further accumulate the data to examine the above hypothesis.
長谷 純宏; 野澤 樹; 鳴海 一成*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 105, 2014/03
Little is known about the mutational effects of ion beams near the range end, especially in plants. We analyzed the mutations occurred in the Arabidopsis 
gene with the emphasis on large deletions. The frequency of glabrous mutant sectors, which is caused by inactivation of gene, was not significantly different between the carbon ions near the range end (mean LET: 425 keV/m, C (425)) and 208 MeV Carbon ions (113 keV/m, C (113)), while the C (425) induced large deletions (
5 kb) more frequently by 6 times than C (113). These results suggested that the frequency of large deletions is affected by LET. Mutations that have deletion in either one or both of the nearest DNA markers (3.9 kb upstream and 2.8 kb downstream of gene) were further examined to evaluate the total size of deletions. The most of the deletions were larger than 200 kb and the largest deletion was estimated to be more than several Mb. Similar results were obtained in the case of neon ions with a mean LET of 352 keV/m. These results suggest that deletions larger than 200 kb are often induced by the ion beams with a LET higher than 100 keV/m.
長谷 純宏; 野澤 樹; 浅見 逸夫*; 田之頭 優樹*; 松尾 洋一*; 金澤 章*; 本多 和茂*; 鳴海 一成*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 102, 2014/03
This study is aimed to develop ion beam breeding technology and useful plant resources. In the cooperative research with Aichi prefecture, 4 lines of chrysanthemum mutant, which have characteristic petals in a whole part of the flower head, were obtained from about 1,500 regenerated plants. The trial growing of one of the mutant lines was received well and further characterization will be performed. We also focus on improvement of trees and functional ingredients in crops because little knowledge has been accumulated in this area. We are developing the ion beam breeding technology in Citrus plants as a model for trees. The cut surfaces of hypocotyls were exposed to carbon ions and the regenerated plants were grown. There was a large difference in radiation sensitivity among 7 kinds of commercial varieties. The regeneration rate after 10 Gy irradiation was more than 90% in "Kawano-Natsudaidai" but was less than 10% in Trifoliate orange. Mutant plants with shorter internode were successfully obtained in "Imamura-unshu". In the cooperative research with Hokkaido University, soybean mutants with altered ingredients, such as isoflavones, proteins, fatty acids and starch, were obtained.
regeneration in Lombardy poplar (
)Biswas, K. K.*; 長谷 純宏; 鳴海 一成*; 大野 豊
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 107, 2014/03
A forward genetics approach has been taken for developing salt/drought tolerant mutants by combination of radiation mutagenesis and regeneration in 
since there is evidence that induced mutation with radiation mutagenesis has a great potential to produce new cultivars with wider mutation spectrum. Two mutant candidate shoots regenerated from -ray irradiated stems were isolated by screening based on root induction ability on NaCl (75 mM)-supplemented rooting medium.
佐藤 勝也; 小野寺 威文*; 武田 喜代子; 鳴海 一成*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 110, 2014/03
In this study, we investigated mutant frequencies of two different antibiotic-resistant mutants for carbon ion beams in and identified the mutation sites in the streptomycin-resistant (Sm
) mutants. The Sm mutant frequencies increased depending on radiation dose. It seems that this dose range is the best dose to generate the mutants of interest for research and breeding purpose. Four kinds of mutation sites at the 
locus were determined from 8 Sm mutants. These mutations cause amino acid substitutions at position 43 (Lys to Thr or Arg) and 88 (Lys to Glu or Arg) in the S12 protein, respectively. The two hot spots at Lys43 and Lys88 in the S12 protein might be a binding target of streptomycin or adjacent to the center of streptomycin interaction with the ribosome.
and 
小野寺 威文*; 佐藤 勝也; 太田 敏博*; 鳴海 一成*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 111, 2014/03
The 
and 
orthologs are highly conserved in eubacteria, and the former is also widely found in the genomes of archaea and eukaryotes. However, their functions are still poorly understood. and 
possess the both orthologs hereafter 
, 
, 
and 
, respectively. We have reported that the and disruptants show extreme sensitivity to mitomycin C (MMC), which causes interstrand DNA cross-links. In this study, we constructed and gene expression plasmids and the resultant plasmids were introduced into the and disruptant strains. To investigate whether and orthologs share the common function in 
and 
, these generated strains were challenged by MMC.
USDA110 generated by ion-beam irradiation武田 喜代子; 佐藤 勝也; 鳴海 一成*; 大津 直子*; 横山 正*
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 114, 2014/03
With the aims of utilization as a biofertilizer inoculant and elucidation of high-temperature tolerance mechanism of soybean nodule bacteria, we had applied the ion beam breeding technology to a strain (
) USDA110. Consequently, we obtained a mutant named M14 that was able to maintain high viable cell numbers under high-temperature (42C) for at least 7 days. Genome comparison with USDA110 revealed that (1) 1.27 Mbp inversion mutagenesis and (2) 84 single base mutations were occurred in M14. The acquirement of high temperature tolerance in M14 could be attributed to a large-scale inversion or small-scale mutations in the inverted region, or both.
箱田 照幸; 山本 春也; 有谷 博文*; 吉川 正人
JAEA-Review 2013-059, JAEA Takasaki Annual Report 2012, P. 127, 2014/03
放射線還元法は水中の貴金属イオンを還元析出させて微粒子を作製できる方法である。われわれは、これまでに試みられたことのなかった低エネルギー電子線を用いて、エタノールを含む水中の貴金属イオンの放射線還元を試行したところ、その水溶液表面に貴金属微粒子からなる薄膜が形成されることを初めて見いだした。本研究では、この薄膜の原子組成,生成量,化学組成をラザフォード後方散乱法で、その構造を電子顕微鏡により調べ、薄膜の形成条件、原子組成や構造の解明を目指した。1mmol/Lの塩化白金酸イオンとOHラジカル捕捉剤である0.5-20v%のエタノールを含む水溶液に、電子の水中飛程が20mの低エネルギー電子線を2kGy照射して得た薄膜を調べた結果、薄膜形成には低濃度エタノールが不可欠であった。また、得られた薄膜が2-5nmの金属Pt粒子が互いに接合して連なった網目状構造物であることが初めてわかった。このことから、低エネルギー電子線による放射線還元法が、蒸着法でしか形成できなかった薄膜状貴金属の新規作製法となる可能性があることがわかった。
