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molecular beam岡田 美智雄*; Vattuone, L.*; Savio, L.*; 盛谷 浩右*; 寺岡 有殿; 笠井 俊夫*; Rocca, M.*
no journal, ,
Cu(410)の傾斜表面でのCuOとCuOの生成に関して詳細に報告する。高分解能電子エネルギー損失分光から、酸素に暴露した場合は高温でCuOが生成する。しかし、放射光を用いたX線光電子分光では、酸素暴露によるCuO生成の効率が極めて小さいことを見いだした。一方では、Cu(410)表面に2.2eVの超熱酸素分子線を照射すると室温でもCuO生成に効率的であることがわかった。O-1sと価電子帯の光電子スペクトルから、CuOの生成が確認されている。さらに、そのようなCuOの生成は分子線がテラスに入射するかステップに入射するかといった入射方位角に強く依存する。100K位の低温では準安定なCuO相があるが、これは加熱によって安定なCuOに変化する。
石田 恒; 堤 遊*; 松本 淳; 由良 敬
no journal, ,
近年、電子顕微鏡単粒子構造解析及びX線結晶構造解析によりさまざまな状態のリボソーム立体構造が明らかにされている。それらのデータから、リボソームはラチェット様の動きをすることがわかってきているが、その動きがタンパク質生合成機能とどのように関係しているかは定かではない。そこでわれわれは、真正細菌のリボソームの電子顕微鏡低分解能像とX線結晶解析像とを組合せて、さまざまな状態のリボソームの高分解能構造を構築するとともに、分子動力学シミュレーションを用いて、リボソームトンネルを通る新生ペプチド鎖が、どのようにして移動するかを明らかにする研究を開始した。トンネル内の新生ペプチド鎖をモデリングし、新生ペプチド鎖のあるリボソームとないリボソームについて、水分子も含めた超大規模分子動力学シミュレーションを実行した結果、水分子が通る細いトンネルが複数存在していることがわかってきた。これらの細いトンネルは、新生ペプチド鎖がトンネルを通る際に必要な溶媒を供給していると考えられる。
1ドライ初期酸化過程における基板不純物効果富樫 秀晃*; 末光 眞希*; 朝岡 秀人; 山崎 竜也
no journal, ,
Si(001)面のシリコン酸化膜の制御を可能にするため、1層未満の酸化過程をSTMを用いて解析し、その結果、基板不純物B濃度の上昇に伴う酸化物2Dアイランドから1Dアイランドの生成比率の上昇を見いだした。表面偏析したBによって誘起される表面歪みが2Dアイランド形成を抑制するためと考えており、表面に析出したB濃度の解析結果を合わせて発表する。
加倉井 和久
no journal, ,
中性子磁気散乱の原理を概観し、その手法を低次元及び量子スピン系の研究を例に解説する。空間的及び時間的なスピン相関を直接観測できる中性子磁気散乱は上記のスピン系の研究の進展に大きく寄与してきたと思われる。低次元スピン相関の検証(TMMC, CsNiF
等),ハルデーン系のスピンダイナミックス(NENP, CsNiCl等)からスタートしたシングレット基底状態系(SrCu(BO), KCuCl等)の研究を紹介して、特に中性子非弾性磁気散乱実験結果を中心にこの手法の特徴を説明する。そしてこの中性子磁気散乱研究の延長上にある偏極中性子を利用した研究を紹介して、将来J-PARCパルスとJRR-3M定常中性子源を相補的に利用できる中性子散乱施設における磁性研究の可能性を偏極中性子利用の側面から議論する。
坪田 雅己; 稲見 俊哉; Smadici, S.*; Abbamonte, P.*; 村上 洋一*; 水木 純一郎
no journal, ,
近年、吸収端近傍エネルギーのX線を用いた共鳴X線散乱(RXS)実験が盛んに発達しており、電荷や軌道秩序の観測に成功してきた。しかし、3d, 4f電子系においてはそれぞれ1s
4p, 2p5d遷移のため、間接的な観測であるとの議論が絶えない。本研究では電荷密度波(CDW)を有するCrについて、直接遷移である2p3d遷移エネルギーの軟X線を用いてRXS実験を行い、CDWに起因すると考えられる回折シグナルを直接観測したので報告する。
永沼 正行
no journal, ,
Heガス冷却高速炉は、実用化戦略調査研究(FS), GEN4等において、有望な炉システム概念の一つとして考えられている。本炉の特長として、高熱効率・高温熱源としての多目的利用を指向し、高温条件を採用している。そのため、炉心・燃料設計においては、高温条件で適用可能な燃料構造を構築するとともに、炉心性能と安全要求を両立することが必要となる。安全要求としては、減圧事故にスクラム失敗を掛合わせた苛酷事故時でも、受動的安全性により事象が静定することが要求され、反応度特性に影響を与える体積比(燃料・材料・冷却材)の設定が重要となる。そこで、本報告では、最適な燃料構造を選定すべく、各種燃料(ピン型・被覆粒子型等)を対象に、核特性・安全性に関する比較検討を行った。その結果、ピン型燃料は、即応型の受動的炉停止機器の設置が必須であり安全性に課題を有すること,被覆粒子型燃料は、苛酷事故時に炉心固有の特性のみで静定する安全性を有することがわかった。特に、被覆粒子型燃料のうち六角ブロック型は、核特性にも優れ、また、2重の障壁により1次冷却系汚染を抑制可能であることから、有望な燃料構造であるとの結論に達した。
山下 清信
no journal, ,
「研究炉基盤技術」プロジェクトは、安全かつ安定的な運転を行い研究炉の効率的な利用のため炉心管理に関する核計算技術をアジアの国々で共有化することを目的として、アジア原子力協力フオーラム(FNCA)の1つのプロジェクトとして2005年度初期からスタートした。スタート以来、中国,インドネシア,韓国,タイ,マレーシアの研究者に共通コードSRAC及びMVPを供給しその使用方法についても指導し、何人かの研究者は自分の力で自国の炉心解析をできるよう上達した。これら成果とこれまでの活動について報告する。
7表面への吸着ダイナミクス; 放射光リアルタイム光電子分光で観た初期吸着確率及び飽和吸着酸素量の並進運動エネルギー依存性吉越 章隆; 盛谷 浩右; 成廣 英介; 寺岡 有殿
no journal, ,
Oの室温におけるSi(111)-77表面への初期吸着ダイナミクスを超音速分子線技術と放射光リアルタイム光電子分光を組合せることによって調べた。初期吸着確率及び飽和酸素吸着量に関して入射酸素分子の並進運動エネルギー依存性を0.03eV、いわゆるガス吸着条件から2.3eVまでの広いエネルギー範囲に対して測定した。低並進運動エネルギーでは前駆的吸着状態を経由した解離吸着過程が支配的であるが、0.07eV以上のエネルギー領域では前駆的吸着状態を経由した解離吸着過程の寄与が小さくなり、直接解離吸着過程が支配的になることがわかった。0.4eVから1.7eVの並進運動エネルギーにおいて、その増加に伴い飽和酸素吸着量の増加が明瞭に観察された。1.7eVにおけるピーク面積強度の値は、0.03eVの場合と比べて約1.8倍であった。これらの結果は、入射エネルギーが室温においてさらなるO解離吸着を促進させる、活性化吸着を誘起していることを示している。
のX線照射効果西畑 保雄; 武貞 正樹*; 松村 大樹; 岡島 由佳; 八木 駿郎*; 水木 純一郎
no journal, ,
量子常誘電体であるペロブスカイト酸化物は、低温における電場印加と紫外光励起による顕著な誘電異常が報告されており、その機構解明に興味がもたれている。これまでにわれわれはKTaOにX線を照射するだけでも誘電率に異常が起こることを報告してきたが、今回は誘電分散も含め、さらに詳細な実験結果を報告する。単結晶試料(550.1mm
)の(110)表面に2枚の金電極が0.5mm間隔で蒸着されており、[001]方向に電場を印加することができる。Heガス循環型冷凍機により15Kまで冷却した。SPring-8のJAEAビームラインBL14B1にて、Ta-L
吸収端(9.881keV)直下のX線を電極のギャップに照射し、誘電率の変化を観測した。X線照射開始後の電気容量の時間変化において、X線シャッターの開閉に従って電気容量の増減を繰り返す。増加時には早い過程と遅い過程があり、各周期の遅い過程の起点と終点に注目すると、この物質がX線照射の履歴を保持していることがわかる(メモリー効果)。誘電分散を測定したところ、照射後に誘電損失のピークが現れており、X線照射により異なった誘電特性を持った領域が現れていることを反映していると思われる。
福田 光宏; 荒川 和夫; 佐藤 隆博; 奥村 進; 齋藤 勇一; 柏木 啓次; 宮脇 信正; 百合 庸介; 石井 保行; 小林 泰彦; et al.
no journal, ,
イオン照射施設TIARAでは、数百MeV級の重イオンを1個1個制御しながら1ミクロンの照準精度で細胞を狙い撃つマイクロイオンビーム形成技術及びシングルイオンヒット技術の開発を世界に先駆けて進めている。低線量放射線の生物影響の解明を目指し、マイクロイオンビームで細胞をピンポイントで狙い撃ちしてバイスタンダー効果等の放射線応答を実験的に初めて明らかにした。マイクロビーム形成技術をサブミリサイズのペンシルビーム形成に応用し、複雑な形状をした小さながんを治療する革新的なマイクロサージャリー技術について設計研究を行った。講演では、マイクロイオンビームの医学・医療・生物学応用を目指した研究開発の現状について報告する。
皿井 明倫*; 上野 卓哉*; Ngahu, A.*; Ahmad, S.*; 河野 秀俊
no journal, ,
500以上の生物種のゲノム解析から膨大な機能未知の遺伝子がもたらされている。これらのデータから転写因子やそのターゲット予測をゲノムスケールで行うことは、遺伝子発現制御のメカニズムを明らかにするうえで重要である。われわれは、機能未知の遺伝子からDNA結合蛋白質や転写因子のターゲットを予測する方法を開発してきた。DNA結合蛋白質の予測では、DNA結合蛋白質の配列データ,組成やコンテクスト,配列アラインメントの進化的情報や、2次構造,露出表面積,電荷分布の特性(全電荷,双極子等)などの構造情報に基づいて予測する方法を開発した。一方、転写因子のターゲット予測では、蛋白質・DNA複合体の構造データを統計的に解析することにより、アミノ酸と塩基の相互作用による直接認識及びDNAのコンフォメーションによる間接認識の統計ポテンシャルを導出し、それらをもとに予測する方法を開発した。このほか、配列情報を用いる方法,蛋白質・DNA結合データを用いる方法,計算機シミュレーションなどを組合せて精度を上げようとしている。これらの方法をゲノムレベルの予測に応用するため、酵母ゲノムについて解析を行った。この解析のため、まず酵母に関する種々の情報を統合したデータベースを構築した。このデータベースの情報をもとにDNA結合蛋白質や転写因子のターゲット予測を行い、実験との比較解析を進めている。
藤井 聡*; Ara
zo-Bravo, M. J.*; 竹中 繁織*; 河野 秀俊; 郷 信広; 皿井 明倫*
no journal, ,
タンパク質によるDNA配列の認識には、タンパク質のアミノ酸残基による塩基との直接相互作用による直接認識だけでなく、DNAの配列特異的な構造や物性を通した間接的な認識も重要であることがわかってきた。DNAの構造や物性は塩基配列により異なるため、それらの配列依存性を調べることが重要である。そこで本研究では、DNAの塩基配列ごとに特徴的に存在する構造や柔軟性を調べるため、DNAの水溶液中における動態を分子動力学シミュレーションを実行した。ユニークなテトラマー136種類(AATT, AAAC, CGATなど)を含む12塩基対の二本鎖DNA d(CGCGWXYZCGCG)2 (WXYZ:テトラマー)それぞれについて分子動力学計算を行い、その各10nsのトラジェクトリーからDNAの構造特性を表すステップパラメータを算出し、中央部のユニークなダイマー(AA, AG, GA, GG, AC, AT, GC, CA, CG, TA)ごとにまとめ比較を行った。ステップパラメータの分布に、配列それぞれに特徴的な相関性が観察された。また、ステップパラメータの分布とDNAのリン酸骨格の関係についても報告する。一方、ステップパラメータの分布から平均場ポテンシャルを計算し、そのポテンシャルを用いて、与えられた配列と構造を持ったDNAあるいはタンパク質・DNA複合体中のDNAのコンフォメーションエネルギーと間接認識の特異性の関係解析を行った。
山田 進; 今村 俊幸*; 町田 昌彦
no journal, ,
共役勾配法の理論に基づく固有値計算の収束性は前処理に大きく依存している。そこで、量子問題に現れるハミルトニアン行列を対象にした前処理方法を提案した。通常の前処理は、初期状態から前処理方法を決定し、収束するまで利用するが、この方法は計算過程で得られる近似固有値の情報を利用し、適応的に前処理方法を変化させる方法である。実際に提案した前処理を利用して量子問題に現れる行列の固有状態を計算したところ、提案した前処理方法は通常の前処理より高速に収束し、問題のパラメータによっては計算時間が約半分に減少することが確認できた。
山田 進; 今村 俊幸*; 町田 昌彦
no journal, ,
量子物理問題に現れる大規模疎行列なハミルトニアン行列の基底状態を、地球シミュレータを用いて高速に計算する方法を提案した。本研究では地球シミュレータのMPIを利用した通信が演算と同時に実行できない欠点を、ノード内並列機能を利用して回避する方法を提案し、これにより1.5倍の高速化を実現した。また、共役勾配法を利用した固有値計算方法を採用し、これまで伝統的に利用されてきた方法より、4倍以上高速に計算することを実現した。これにより、1000億次元を超えるハミルトニアン行列の基底状態を約1分で計算することを可能にした。
林 伸彦
no journal, ,
燃焼プラズマは、さまざまな時空間スケールの物理現象が複雑に絡み合っており、燃焼プラズマの予測及び制御のためには、この複雑物理現象を含んだシミュレーションコードの開発が必要である。各物理現象をモデル化し、それらのモデルを統合化したシミュレーションコードは燃焼プラズマ研究の有効な手段であり、世界各国で統合コードの開発が進められている。原子力機構の燃焼プラズマ研究班では、トカマクプラズマ時間発展シミュレーションコードTOPICSを、燃焼プラズマ統合コードの中核として、開発を進めてきた。発表では、モデリングと統合シミュレーションにより得た、(1)新古典テアリングモード,(2)強い負磁気シアプラズマ,(3)ITER定常運転シナリオ、等に関する研究成果を紹介する。
滝塚 知典; 清水 勝宏; 川島 寿人; 林 伸彦; 細川 哲成*
no journal, ,
ダイバータプラズマの構造形成とダイナミックスを粒子シミュレーションにより研究した。2次元シミュレーションにより、ドリフト効果とシース形成条件がダイバータプラズマの構造を決める重要要因であることを明らかにした。非定常シミュレーションにより、ELMにより突発的に放出された粒子と多量の粒子と熱がダイバータ板に伝搬するダイナミックスに運動論効果が大きな影響を与えることを明らかにした。
線分光石井 哲朗
no journal, ,
重イオン深部非弾性散乱を用いて中性子過剰のNi領域の原子核を生成し、独自に開発したアイソマー測定器を用いて脱励起線を測定した。
Niのアイソマーを初めとして10以上の新アイソマーを発見した。Ni近傍核のエネルギー準位を殻模型計算と比較することにより、Niが二重閉殻構造であることを明らかにした。
Oビームを用いた2中性子移行反応と独自に開発したSi 
E-E検出器を組合せることにより、中性子過剰核
U, 
Pu, 
Cmの脱励起線の測定に世界で初めて成功し、基底回転バンドを12
状態まで確定した。これらの慣性能率より、N=152変形閉殻構造がCmでは存在するがPuでは消滅することを明らかにした。線測定に関するさまざまな実験手法を比較検討し、RIビームを用いた線実験を展望する。
井手 俊介
no journal, ,
国際トカマク物理活動(ITPA)の「定常運転」トピカルグループの活動について、特にモデリングに関する現状と課題及び核融合フォーラムの物理クラスターにおける関連する活動に対する要望について発表する。トカマク実験グループにおけるモデリングについては現在主に以下の項目について活動を行っている。ITERにおける、Q=5の定常運転シナリオに関するモデリングとそれに基づくシミュレーション。特に、電流分布の時間発展とその最適化に必要な外部電流駆動について調べている。同じくITERにおけるハイブリッド運転シナリオに関するモデリングとそれに基づくシミュレーション。ここでは特に、核融合出力性能等を中心に調べている。非誘導電流駆動に関するモデリングとそれに基づくシミュレーション。特に、モデル間のベンチマークを行っている。
綿貫 徹; 町田 晃彦; 大村 彩子; 青木 勝敏; 大和田 謙二; 佐藤 卓*; Tsai, A. P.*
no journal, ,
準結晶物質の高圧相がどのようなものであるかは未だに解明されていない。そこで、われわれは、Cd-Yb正二十面体型準結晶の構造を低温高圧下で調べた。実験は単準結晶を用いたX線回折実験をSPring-8 BL22XUにおいて放射光を用いて行った。この実験には圧力の静水圧性を高めることが必須であるので、圧力媒体にヘリウムガスを用いた。その結果、圧力16GPaの250K以下の低温領域で、正二十面体型格子が扁平するように変形する変化を捉えた。これは、準結晶の高圧相が現れたものと考えられる。
広田 耕一
no journal, ,
放射線を利用した環境負荷物質削減技術の現状と問題点について講演する。揮発性有機化合物(VOC)分解技術の開発では、OHラジカルによる反応初期段階の酸化分解反応や分解挙動のVOC化学構造依存性などの基礎的研究結果のほか、触媒を併用したガス状及び粒子状中間物質処理の概要,市場導入に向けた取り組みなどについて、また、ダイオキシン分解技術の開発では、実排ガス中ダイオキシン類分解技術の開発,線によるダイオキシン類分析廃液処理技術の開発について紹介する。