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on Si(111)-7
7 surface at room temperature吉越 章隆; 盛谷 浩右; 成廣 英介; 寺岡 有殿
no journal, ,
室温でのOのSi(111)-77表面の初期吸着プロセスを時分割放射光XPSと超音速分子線を組合せることによって調べた。初期吸着確率(S
)及び飽和吸着酸素量の入射Oの並進運動エネルギー(0.03から2.3eV)依存性を調べた。初期吸着曲線から見積もられたSの入射エネルギー依存性から、0.03から0.06eVの低運動エネルギーでは前駆的吸着状態を経由したプロセスが支配的であるが、0.06eV以上では直接吸着過程が支配的になることがわかった。0.4から1.7eVの入射エネルギーの領域で、明瞭な飽和吸着量の増加を観測した。1.7eVを越えるエネルギーの条件では、0.03eVの約1.8倍の飽和吸着量の増加であった。入射エネルギーによってガス吸着では不可能なさらなる直接活性化吸着過程の反応チャンネルが室温において開けることを発見した。高分解能O1sXPSスペクトルの解析からinsx2-tri吸着状態に帰属されるサブサーフェイス領域へ酸素解離吸着状態の明白な実験結果を得ることに成功した。
逢坂 正彦; 三輪 周平; 佐藤 勇; 田中 健哉; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; 山中 伸介*
no journal, ,
Am含有酸化物の正確な酸素ポテンシャルを与える実用的な方法を提案した。この方法は、Lindemerらによって提案された化学熱力学法に基づいており、Am含有酸化物の熱力学データを使用する。Am含有酸化物の熱力学データは(U,Pu,Am)O
及び(Pu,Am)Oの酸素ポテンシャルデータを解析することにより得られた。Amの酸化物中の原子価数を考慮し、適切な化学種と相互作用を設定した。Amの酸化物中の原子価数は、格子定数,熱分析及び酸素ポテンシャルについての実験データから推察された。Am含有酸化物燃料の酸素ポテンシャルの等温曲線は、本モデルにより上手く表現された。得られたAmに関する熱力学データは、U, Pu及び希土類酸化物に関するデータとともに、照射Am含有酸化物燃料の酸素ポテンシャル評価に使用された。その結果、とりわけ照射初期において、Amの酸素ポテンシャルへ与える影響が大きいことがわかった。
Co
のミクロスコピックな磁気的性質安居院 あかね; 水牧 仁一朗*; 朝日 透*
no journal, ,
垂直磁気記録方式が実用化され、超高密度磁気記録を実現する材料開発はますます盛んになっている。希土類-遷移金属,アモルファス薄膜は、ある組成において垂直磁気異方性を示すことから、垂直磁気記録媒体として有望視されている。X線磁気円二色性分光測定は、得られる情報が元素選択的・軌道選択的であり、薄膜のように複数の磁性元素で構成される磁性体の磁気的性質を調べるのに有効な手段である。本講演では垂直磁化DyCoアモルファス薄膜の電子・スピン状態について調べた結果をまとめて紹介する。
遠藤 章; 佐藤 達彦; 佐藤 大樹; 志風 義明; 谷村 嘉彦; 三枝 純; 堤 正博; 山口 恭弘; 金子 広久; 小田 啓二*; et al.
no journal, ,
平成15
17年度にわたり、連携重点研究「陽子加速器施設における線量評価に関する研究」において、高崎研TIARAを利用して行った高エネルギー中性子用モニタ,線量計の開発の成果を報告する。J-PARC等の高エネルギー加速器施設においては、遮蔽体を透過し線量寄与が大きい高エネルギー中性子に対する放射線防護が重要である。そこで、高エネルギー中性子に対して適切な線量応答特性を有する中性子モニタ,個人線量計の開発を進めるとともに、測定値の保証に不可欠な校正技術に関する研究を行った。モニタの開発では、液体シンチレータとデジタルオシロスコープを用いた信号解析技術により、1GeVまでの中性子に適用できるモニタを開発した。個人線量計の開発では、固体飛跡検出器に重水素化物質とポリエチレンから成る二層構造ラジエータを付加することで高エネルギー中性子に対する感度,エネルギー特性を改善する方法を見いだした。これを高速顕微鏡による高速読み取り技術と組合せ、積算型個人線量計として利用できる見通しを得た。校正技術の開発では、TIARA準単色中性子場の特性評価を行い、照射野内外の中性子スペクトル,散乱線の寄与割合等を評価し、今後の校正場構築のための基礎データを取得した。
遠藤 章; 佐藤 達彦; 佐藤 大樹
no journal, ,
高エネルギー加速器施設においては、加速された粒子が引き起こす核破砕反応等により、さまざまな種類の二次放射線が発生する。その中でも高エネルギー中性子やミューオンは遮へい体中の透過力が強いため、加速器運転時の施設内外における主たる被ばく源になる。これに対し、原子力施設において使用されている既存の放射線モニタは、高エネルギー放射線に対する感度,応答特性が不十分で、線量を適切に測定することができない。本研究では、幅広いエネルギーの中性子,光子,ミューオンに対する線量を同時に測定できる高性能放射線モニタDARWINを開発した。DARWINの概要と特徴,TIARA等を利用して行った特性評価,実用機器の開発を目指した今後の研究の展開について述べる。
栗原 研一
no journal, ,
核融合エネルギーの研究開発は、JT-60をはじめ世界の核融合装置での実験がこの20数年大きく進展し、短時間ながら等価的なエネルギー入出力が等しくなるプラズマ状態を実現しており、これを踏まえていよいよ次の国際熱核融合実験炉ITER段階へと一歩前進する状況となってきた。このような時期に開催される連合講演会で行われる本公開講演では、まず身近な核融合炉である太陽から考える。次に、それと同様な核融合反応を地上で実現するための方法を探究してきた歴史を、プラズマ磁場閉じ込め方式を例に説明する。続いて、これまでの実験から、核融合炉の運転シナリオを示した後、炉心プラズマ制御の興味ある課題を紹介する。最後に、約8-10年後から始まり20年以上実験が続けられる2大装置、ITERと我が国の超伝導化したJT-60SAを紹介して、核融合エネルギー研究開発の未来予想を行う。
小野田 忍; 平尾 敏雄; 阿部 浩之; 伊藤 久義; 佐波 俊哉*
no journal, ,
地上に降り注ぐさまざまなエネルギーの中性子が半導体に入射することによって、シングルイベント効果(SEE: Single Event Effect)と呼ばれる半導体の機能障害が発生する。本研究では、中性子誘起SEEの発生機構を明らかにする目的で、その素過程であるシングルイベント過渡電流(SETC: Single Event Transient Current)の測定手法を開発し、解析を進めてきた。今回は、65MeV陽子を用い、核反応生成粒子が原因となり発生するSETCの発生分布の電圧依存性を調べた。その結果、すべての印加電圧において、電荷量は約1pCまで分布することがわかった。これは、核反応生成粒子のエネルギーに換算すると、約22MeVに相当する。発生頻度が最も高くなる電荷量は、約0.1pC(2.5MeV)から0.2pC(5MeV)の範囲に分布し、印加電圧依存性を持つことが明らかとなった。一方、SETCのピーク電流値,立下り及び立上り時間の発生頻度分布から、ピーク電流値が高くなるとともに、立下り及び立上り時間が短くなることがわかった。これは、印加電圧が高くなり、空乏層中の電界強度が強くなると、キャリアの移動度が大きくなるためと考えられる。核反応生成粒子のエネルギーが低く電荷量が小さい場合、電界強度が強いときにトリガレベルを超えることができたSETC信号は、電界強度が弱いときにトリガレベルを超えることができずに検出されないと考えられることから、電荷量分布の電圧依存性を説明することができた。
平田 勝; 木村 貴海; 吉塚 和治*
no journal, ,
分離変換技術開発のためのアクチノイド分離用抽出剤に関する計算化学的評価法について報告する。アクチノイド元素及びランタノイド元素と抽出剤との系の第一原理量子化学計算から分子力学パラメータを求める手法とそのパラメータを用いた分子力学計算,分子動力学計算に関する応用研究について紹介する。
助川 篤彦; 林 孝夫; 石川 正男*; 篠原 孝司; 櫻井 真治; 正木 圭
no journal, ,
臨界プラズマ試験装置(JT-60)では、平成17年度、プラズマ閉込め改善のため、真空容器内第1壁黒鉛タイルの一部をリップル低減鋼(8Cr2W鋼)に変更した。8Cr2W鋼の設置に伴い、JT-60U施設において、従来の黒鉛タイル設置時との放射線環境の相違がある場合、プラズマ実験に使用されている中性子モニターの影響の有無が予想される。8Cr2W鋼設置に伴う放射線環境の変化を調べるために、1次元中性子輸送計算コード(ANISN)と3次元モンテカルロ計算コード(MCNP)を用いて放射線遮へい評価を行った。真空容器内8Cr2W鋼の設置に伴い、黒鉛タイル設置部と8Cr2W鋼設置部の透過中性子束,透過
線束を見積もるために、運転中の真空容器内外の中性子,線束をそれぞれANISNコードにより算出し、両者の比を求めた。その結果、8Cr2W鋼設置部の真空容器外での14MeV中性子束は黒鉛タイル設置部に比べ20%程減少してはいるものの、総中性子束は黒鉛タイル設置時と変わらない。また、総線束については8Cr2W鋼設置部の真空容器外で黒鉛タイル設置部に比べて10%程増加することがわかった。3次元計算による放射線遮へい評価として、プラズマ実験に使用されている中性子モニターの応答への影響を調べた。その結果、従来の真空容器内第1壁全面が黒鉛タイル時の検出効率と第1壁の一部を8Cr2W鋼に変更した時の検出効率に明らかな相違のないことがわかった。
駒 義和; 中村 博文
no journal, ,
軽水炉燃料を処理する次代の再処理工場は、バックエンドの最適化を図る方策の一つとして、回収ウランの濃縮のために行うフッ化転換での除染性能を考慮して低除染型とし、高速増殖炉燃料向けの先進湿式法の技術を導入することが考えられる。
浅野 雅春; Chen, J.; 前川 康成; 吉田 勝
no journal, ,
DMFC用電解質膜では、メタノールに対する膨潤抑制や透過抑制を膜に付与することは電池特性の長期安定性を確保するうえで重要な課題である。本研究では、メタノール透過性の抑制を目的に、ゾル-ゲル法を利用し、電解質膜中にSiOナノ粒子を導入した新規な電解質膜を合成し、その特性について検討した。放射線グラフト重合反応を利用してETFE膜を基材としたMeSt, tBuSt, BVPE, DVBからなる4元系電解質膜を作製した。この電解質膜中にテトラエトキシシラン溶液を含浸後、ゾル-ゲル反応によりハイブリッド型電解質膜を合成した。7%のSiOナノ粒子が導入された電解質膜のメタノール透過特性を80
Cの温度下,30vol%メタノール濃度で検討したところ、メタノール透過係数はナフィオンに比べ、ハイブリット電解質膜では、1/14まで抑制することができた。
星 陽崇*; Wei, Y.*; 熊谷 幹郎*; 朝倉 俊英; 森田 泰治
no journal, ,
核燃料サイクル開発において、再処理プロセスの経済性の向上は最も重要な課題の一つである。とりわけ将来の高速炉(FBR)サイクルの確立には、現行のPurexシステムに比べ機器設備が少なく、廃棄物の発生が少ない新規再処理プロセスの開発が望まれる。著者らは使用済みFBR-MOX燃料を対象とした、新規の湿式再処理プロセス「ERIXプロセス(The Electrolytic Reduction and Ion Exchange Process for Reprocessing Spent FBR-MOX Fuel)」を提案している。本プロセスは(1)陰イオン交換体によるPdの選択的除去,(2)電解還元によるアクチニド(U, Pu, Np)、及び核分裂生成物(Tc, Ru)の原子価調整,(3)陰イオン交換体AR-01によるU, Pu及びNpの分離回収,(4)抽出クロマトグラフィーによる長半減期のマイナーアクチニド(MA=Am, Cm)の分離回収から構成される。MA分離は二段の分離カラムを使用する。はじめに、TODGA(N,N,N',N'-tetraoctyl-3- oxapentane-1,5-diamide)吸着剤を充填した第一カラムで、高濃度硝酸溶液の高レベル廃液からMA(III)とランタニド(Ln(III))を他の核分裂生成物(FP)と分離する。続いて、R-BTP(2,6-bis-(5,6- di-n-alkyl-1,2,4-triazin-3-yl)pyridine)吸着剤を充填した第二カラムでMA(III)とLn(III)を相互分離する。長期に及ぶ放射能リスク及びHLLWの管理の負荷を低減するために、HLLWからのMA分離が望まれており、本研究ではR-BTP吸着剤を用いたMA分離について検討した。
飯久保 智; 古屋仲 秀樹*; 竹内 謙*; 小原 真司*; Loong, C.-K.*; 樹神 克明; 社本 真一
no journal, ,
対相関関数、atomic pair distribution function(PDF)を用いて、水素化すると金の吸着剤として高い機能を発揮するマンガン酸化物ナノ粒子の局所構造の決定を行った。放射光X線,パルス中性子を用いてPDFを求め解析した結果、PDFと回折パターンを同時に説明する局所構造はR-MnO
であることがわかった。金吸着活性をもたらす水素化は、R-MnOのMn
をMn
へと価数を変化させて、金吸着活性点をつくる役割を持っていると考えられる。
伴 康俊; 朝倉 俊英; 森田 泰治
no journal, ,
湿式再処理プロセスにおける完全焼却処分が可能な抽出剤の一つとして、モノアミド化合物が提案されている。U及びPuの濃度分布計算を分配比の酸濃度及び元素濃度依存性を考慮して行い、N,N-di-(2-ethyl)hexylbutanamideを用いた再処理プロセスの成立性を検討した。
-rays赤松 憲
no journal, ,
超軟X線領域の光子がDNA構成原子に吸収された際に放出される低エネルギー電子は、重篤なDNA損傷を引き起こす可能性がある。本研究は、超軟X線によって生じる鎖切断等の損傷パターンが、標準線源であるCo-60線の場合とどのように違うかを明らかにしようとするものである。その方法の一つとして蛇毒ホスホジエステラーゼSVPD(DNA分解酵素の一つ)を用いた方法を検討したので報告する。SVPDはDNAの3'OH末端から逐次5'デオキシヌクレオチドモノマーを切り出す活性を有しているが、3'にリン酸残基が残っている末端は認識できない。したがって脱リン酸酵素でDNA鎖切断末端を処理したDNAとしていないDNAでは、反応初期の基質(3'OH末端)濃度の違いを反映してSVPDによるDNA分解速度が異なるはずである。また、SVPDの処理速度には、損傷ヌクレオチドの存在,2重鎖切断端の突出度等の情報も含まれると考えられる。
横谷 明徳
no journal, ,
本研究の目的は、放射線のエネルギー付与構造とDNA損傷の化学的な性質の関連を明らかにすることにある。これまで突然変異などの原因として着目されてきたDNA分子の1本鎖切断(SSB),2本鎖切断(DSB)に加え、遺伝暗号を担う4塩基の損傷とこれらが数nm程度に集中して生じるクラスター化した損傷の収率を、照射する放射線の線質(LET)をさまざまに変えて測定した。拡散性のOHラジカルなどの効果を排除するため、1ヌクレオチドあたり約35分子の配位水を結合させた高水和状態のプラスミドDNA薄膜を試料として作成した。また特定の塩基損傷を切り出すことのできる塩基除去修復酵素との反応を利用することで、塩基損傷を定量した。その結果、SSBはほとんどLETに依存しなかったのに対して、LETの増大とともにDSBは増加し、一方修復酵素で認識除去される塩基損傷が劇的に減少することが明らかになった。このことから、特に100keV/
m以上の領域では、酵素で修復されにくい難修復性のクラスター損傷が生じることが示唆された。さらに損傷生成過程のより詳細な物理化学的知見を得るために、SPring-8に設置されたEPR及びイオン質量分析器の2台の装置を用いて、シンクロトロン軟X線を照射しながら短寿命のDNA塩基ラジカルと脱離イオンを観測する一方、生きた大腸菌に損傷を導入することでDNA損傷の難修復性を調べるアッセイ系を確立した。講演では、これらの最新の知見を紹介する。
鹿園 直哉
no journal, ,
クラスターDNA損傷は、電離放射線によってDNAへリックス二回転中に二つ以上の損傷が生じるものとして定義される。われわれは、その生物効果に関してはいまだほとんど不明である、二本鎖切断以外(non-DSB type)のクラスターDNA損傷に注目し、合成損傷による細胞内での変異生成を調べるアプローチを試みた。塩基損傷として、8-oxo-7,8-dihydroguanine(8-oxoG)とdihydrothymine(DHT)を用い、大腸菌野生株もしくはグリコシラーゼ欠損変異株(
)に導入した。誘発突然変異は8-oxoGが制限酵素 
AIの認識配列内にあることを利用して、制限酵素で切断されない断片として検出した。その結果、8-oxoG単独に対し、8-oxoGがDHTとクラスター化することで突然変異頻度は実際に高まることが見いだされた。突然変異頻度は
においては野生型と同程度と低かったが、
においては非常に高くなり、
では、変異頻度が35%前後までさらに高まることが明らかとなった。これらの結果から、(1)損傷のクラスター化によりFpg活性は阻害されること,(2)DHT鎖の複製の阻害が変異頻度の上昇に関与すること,(3)8-oxoGとDHTのクラスター損傷の変異誘発抑制にはMutYが重要な役割を果たすこと、が示唆され、クラスター損傷が持つ高い変異誘発効果及びその変異誘発機構に対する手がかりが示された。
峰原 英介
no journal, ,
国内外、特に中国,インド,欧州,その他の諸国において、近い将来非常に多くの原子力発電炉の製造,修理,保守,退役(廃止措置)などが予測される。これに要求される技術は熱的及び非熱的レーザーによる先進的な深深度溶接,狭幅切断,完全剥離などの技術と考えられてきた。数十年にわたり日本原子力研究開発機構や米国ジェファーソン国立研究所で開発してきたエネルギー回収型超伝導リニアック駆動高出力自由電子レーザー(ERL-FEL)は、工場における非熱的及び熱的な加工要求に実現可能である。これとは反対に、先進的な原子力発電炉システムにおいて必要とされている深深度溶接,狭幅切断,完全剥離などは従来の炭酸ガスレーザー,先進的ファイバーレーザー,固体レーザーなどを用いた直流レーザー予熱酸化燃焼溶断などでは不可能である。講演では、商業的に入手可能な通常レーザーなどと比較して、日本の原子力エネルギー産業において使用するための専用ERLFELの概念設計を議論する。
大場 良二*; Bushnak, A.*; 小尻 利治*; 松浦 知徳*; 永井 晴康
no journal, ,
サウジアラビアでは、降水イベントが少なく河川への流出に関するデータがないため涵養ダムのサイトを決定することが困難である。また、気象観測所がまばらで少なく気象観測データが限られているためダムの貯水量の推定も困難である。日本の水循環研究プロジェクトチームは、降水,水流出及び地下水モデルからなる水循環統合シミュレーションシステムを開発した。本モデルシステムについて報告するとともに、サウジアラビアでの水管理への適用性について議論する。
吉越 章隆; 寺岡 有殿
no journal, ,
Si(111)-77表面の酸素分子の室温吸着ダイナミクスに関して、初期吸着確率及び飽和吸着量の広い入射エネルギー(0.03eV2.3eV)依存性を調べた。実験は、SPring-8のBL23SUの表面反応分析装置にて行った。吸着酸素量が飽和に達するまで高分解能放射光を用いてO1s及びSi2p光電子スペクトルを交互に時分割測定した。測定した入射エネルギーに対して、吸着酸素量の時間変化が解離吸着型ラングミュアー速度式で説明できた。0.03eVから0.06eV付近まで初期吸着確率が大きく減少したことから、前駆的吸着状態を経由した吸着過程が支配的と考えた。一方、0.06eVより大きな入射エネルギーでは初期吸着確率が増加したことから、直接吸着が支配的になることを明らかにした。一方、前駆的吸着状態を経由した吸着過程が支配的と思われる0.03eVから0.06eV付近では吸着サイト密度に若干の減少傾向が見られるもののおおむね0.4eVまで初期吸着確率と同じ傾向であったが、0.4eVから1.7eV付近まで吸着サイト密度は緩やかに増加し、最終的に1.8倍程度に増加することがわかった。また、高分解能O1s光電子スペクトルの解析の結果、入射エネルギーが2.3eVでは高結合エネルギー側に「ins2-tri」ケミカルシフト成分が0.03eVに比べて増加していることを明らかにした。これらの結果から、0.4eVをエネルギー閾値としてそれ以上において直接活性化吸着反応が起きることを見いだした。