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論文

Impact of post-nitridation annealing in CO$$_{2}$$ ambient on threshold voltage stability in 4H-SiC metal-oxide-semiconductor field-effect transistors

細井 卓治*; 大迫 桃恵*; Moges, K.*; 伊藤 滉二*; 木本 恒暢*; 染谷 満*; 岡本 光央*; 吉越 章隆; 志村 考功*; 渡部 平司*

Applied Physics Express, 15(6), p.061003_1 - 061003_5, 2022/06

https://doi.org/10.35848/1882-0786/ac6f42
 被引用回数：2 パーセンタイル：34.67(Physics, Applied)

SiO$$_{2}$$/SiC構造に対するNOアニールとCO$$_{2}$$雰囲気でのポスト窒化アニール(PNA)の組み合わせが、SiCベースの金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の高いチャネル移動度と優れた閾値電圧安定性を得るために有効であることを実証した。NOアニールにより取り込まれたSiO$$_{2}$$/SiC界面のSiO$$_{2}$$側のN原子が電荷捕獲サイトの起源と考えられるが、1300$$^{circ}$$CのCO$$_{2}$$-PNAによりSiCを酸化することなくこれらの選択的除去が可能であることがわかった。また、CO$$_{2}$$-PNAにはSiO$$_{2}$$中の酸素空孔を補償する効果もあり、結果として正負の電圧温度ストレスに対する高い耐性が得られた。

論文

The Role of nitric oxide in radiation-induced bystander cell-killing effect

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 小林 泰彦

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 67, 2016/02

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2015-022

本研究ではバイスタンダー効果における一酸化窒素(NO)の役割を調べた。ヒト正常線維芽細胞に$$gamma$$線(LETは0.2keV/$$mu$$m)あるいは炭素イオンビーム(108keV/$$mu$$m)を照射した後、非照射細胞と共培養した。24時間の共培養後に非照射細胞の生存率と培養液に含まれるNOの酸化物である亜硝酸イオンの濃度を測定した。非照射細胞の生存率低下は照射細胞に曝露する線量に依存したが線質には依存しなかった。非照射細胞の生存率と亜硝酸イオン濃度には負の相関関係が認められた。一方で、NO発生剤であるNOC12を培養液に加えるだけでは、細胞の生存率は低下しなかった。以上の結果から、細胞内で生成されるNOの量がバイスタンダー効果の決定因子の一つであるが、細胞間情報伝達因子ではない可能性が示された。

論文

放射線の効果を細胞から細胞へ伝えるバイスタンダー効果の特徴; 鍵を握るのは一酸化窒素

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 小林 泰彦

Isotope News, (741), p.21 - 25, 2016/01

http://www.jrias.or.jp/books/pdf/201601_TENBO_YOKOTA_HOKA.pdf

International Journal of Radiation Biology誌2015年5月号で我々が発表した論文を中心にバイスタンダー効果について概説した。実験では、バイスタンダー効果の線量及び線質依存性と、それに関連する分子メカニズムを調べるため、$$gamma$$線あるいは炭素イオンビームで照射したヒト正常線維芽細胞を非照射細胞と共培養した。その結果、照射細胞に曝露する線量が増加すると非照射細胞の生存率は低下し、一酸化窒素(NO)ラジカルが酸化して生じる培養液中の亜硝酸イオン濃度は上昇した。それらの線量応答は$$gamma$$線と炭素イオンビームで類似した。また、NOラジカルの特異的消去剤を投与すると非照射細胞の生存率低下は抑制された。さらに、非照射細胞の生存率と培養液中の亜硝酸イオン濃度は負に相関した。以上の結果から、NOラジカルが媒介するバイスタンダー効果は放射線の線量に依存するが線質には依存しないことが明らかになった。NOラジカル産生はバイスタンダー効果の重要な決定因子の一つかもしれない。バイスタンダー効果を制御することで放射線がん治療の副作用低減や治療効果を増強できる可能性にも言及した。

論文

The Bystander cell-killing effect mediated by nitric oxide in normal human fibroblasts varies with irradiation dose but not with radiation quality

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 武藤 泰子*; 池田 裕子; 小林 泰彦

International Journal of Radiation Biology, 91(5), p.383 - 388, 2015/05

https://doi.org/10.3109/09553002.2015.1021960
 被引用回数：10 パーセンタイル：64.63(Biology)

本研究ではバイスタンダー効果の線量及び線質依存性と関連する分子メカニズムを調べるため、$$gamma$$線あるいは炭素イオンビームで照射したヒト線維芽細胞を非照射細胞と共培養した。その結果、照射細胞に曝露する線量の増加につれて非照射細胞の生存率は低下し、一酸化窒素(NO)ラジカルが酸化して生じる培養液中の亜硝酸イオン濃度は上昇した。それらの線量応答は$$gamma$$線と炭素イオンの間で類似していた。また、NOラジカルの特異的消去剤で処理することで非照射細胞の生存率低下は抑制された。さらに、非照射細胞の生存率と培養液中の亜硝酸イオン濃度は負に相関した。以上の結果から、ヒト線維芽細胞においてNOラジカルが媒介するバイスタンダー効果は放射線の線量に依存するが線質には依存しないことが明らかになった。NOラジカルの産生は$$gamma$$線及び炭素イオンが誘発するバイスタンダー効果の重要な決定因子の一つかもしれない。

論文

Bystander effect mediated by nitric oxide depends on irradiation dose but not on radiation quality

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 小林 泰彦

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 75, 2015/03

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2014-050

本研究では、異なる線量の$$gamma$$線あるいは炭素イオンビームによって誘発されるバイスタンダー効果の線量及び線質依存性と、一酸化窒素(NO)ラジカルの役割について調べた。ヒト正常繊維芽細胞を実験に用い、$$gamma$$線あるいは炭素イオンを照射した細胞と非照射細胞を多孔性メンブレンの上側と下側で24時間培養した。培養後、非照射細胞の生存率は照射細胞に曝露した線量の増加とともに低下し、0.5Gy以上では下げ止まった。このことから、バイスタンダー効果は照射細胞に曝露した放射線の線量に依存するが、線質には依存しないことが明らかになった。さらに、NOラジカルの特異的消去剤であるc-PTIOをあらかじめ培養液に加えておくと、非照射細胞の生存率の低下が抑制された。以上の結果から、$$gamma$$線や重イオンビームによって誘発されるバイスタンダー効果にNOラジカルが重要な役割を果たすことが示された。

報告書

オフガス中の$$^{14}$$C分析法開発(II)ガスクロマトグラフ質量分析法による基礎試験

茨目 幸雄*; 檜山 敬; 岡本 文敏; 富樫 昭夫

PNC TN8410 95-010, 40 Pages, 1995/04

PNC-TN8410-95-010.pdf:1.41MB

使用済燃料再処理工程における剪断・溶解オフガス中の$$^{14}$$C化合物の連続オフガスモニタ(インライン計測)を開発している。高感度であり、濃度変化に追随可能な方法としてガスクロマトグラフ質量分析法を選定し、その実用化をはかるため、分析システムを試作し、コールドでの性能評価試験を実施している。分析対象を化学形$$^{14}$$CO$$_{2}$$ (m/e46)とすると、実オフガス中にはm/e46分析の妨害因子として、$$^{14}$$CO$$_{2}$$と同重体である多量のNO$$_{2}$$および酸素の安定同位体$$^{18}$$Oを構成元素とする$$^{12}$$C$$^{16}$$O$$^{18}$$O等がある。高濃度NO$$_{2}$$と空気中のCO$$_{2}$$を分離用ガスクロマトグラフの段階で分離可能なカラムの選定および、その性能確認試験を実施した。NO$$_{2}$$とCO$$_{2}$$の分離は、実験濃度範囲において可能であることを確認したが、使用したNOX ガスに含まれるNO・N$$_{2}$$Oの影響が大きいことが判明した。安定同位体$$^{18}$$Oがm/e46のバックグランドを上昇させ、分析対象$$^{14}$$CO$$_{2}$$としての定量下限を上げてしまう事象には、分離カラム毎に空気中の$$^{12}$$C$$^{16}$$O$$^{18}$$Oを繰り返し測定し、その変動幅の3$$sigma$$をとることで$$^{14}$$CO$$_{2}$$の定量下限を検討し、porapak Tで0.149ppm、シリカゲルで0.212ppmとなった。

報告書

NO-HNO3化学交換法(NITROX)による窒素15濃縮コスト評価委託研究(1)(成果報告書和訳)

遠藤 秀男; 森平 正之; 川瀬 啓一; 佐藤 俊一; 上村 勝一郎; 長井 修一朗

PNC TN8410 93-065, 192 Pages, 1993/04

PNC-TN8410-93-065.pdf:4.77MB

現在動燃内で窒化物燃料の実用性評価研究を進めている。窒化物燃料の窒素に天然窒素を使用した場合、炉内でのSUP14/Nの(n、p)反応によるSUP14/Cの発生と増殖比の低下を招くことになるため、窒化物燃料としての特性を活かすためにはSUP15/Nを使用する必要がある。ところが、現在のSUP15/N生産量は小さく価格も約11万円/gと非常に高価である。そのため、生産量を大きくした場合のSUP15/N濃縮コスト評価の必要性が生じ、SUP15/N濃縮研究の第一人者である米国在住の石田孝信教授及びDr.W.Spindelに委託研究としてコスト評価をお願いした。本報告書は委託研究の初年度分の成果報告書(英文)を和訳したものである。なお、初年度分の評価に当たってのSUP15/N生産量を50kg/年及び100kg/年に設定した。また、NITROX法の交換反応はH/SUP14/NO/SUB3+SUP15/NO$$rightarrow$$$$leftarrow$$H/SUP15/NO/SUB3+SUP14/NOと表わせる。

論文

Reactions of CH$$_{3}$$I and C$$_{2}$$H$$_{2}$$I with NO$$_{5}$$ on zeolite 13X

桜井 勉; 古牧 睦英; 高橋 昭; 出雲 三四六

Journal of Nuclear Science and Technology, 21(11), p.877 - 879, 1984/00

https://doi.org/10.3327/jnst.21.877
 被引用回数：3 パーセンタイル：59.52(Nuclear Science & Technology)

再処理溶解工程オフガス中には1~10ppmの有機ヨウ素(主成分はヨウ化メチル、CH$$_{3}$$I)が含まれていると言われているが、それがゼオライト(ヨウ素除去用の吸着材)中でどのような挙動を示すか不明であった。著書らはCH$$_{3}$$IとNO$$_{2}$$の混合ガスをゼオライト13X、銀展着ゼオライト(AgX)等に吸着させ、脱着ガスを分析した結果、CH$$_{3}$$Iはゼオライト上でNO$$_{2}$$と反応しヨウ素(I$$_{2}$$)、硝酸メチル(CH$$_{3}$$NO$$_{3}$$)、及び一酸化窒素(NO)を生成することを見出した。同様な結果をヨウ化エチル(C$$_{2}$$H$$_{5}$$I)についても得ることができた。したがって、NOx共存下では有機ヨウ素もI$$_{2}$$同様にゼオライトで除去することが可能である。

口頭

Bystander cell-killing effect mediated by nitric oxide in normal human fibroblasts depends in part on irradiation dose but not on radiation quality

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 小林 泰彦

no journal, , 

バイスタンダー効果の全容を明らかにすることは低線量放射線の効果を理解するために重要である。そこで本研究では、ヒト正常繊維芽細胞に炭素イオンあるいは$$gamma$$線を照射し、照射細胞と非照射細胞を多孔性メンブレンの上下で共培養した。その結果、線量の増加とともに非照射バイスタンダー細胞の生存率は80%前後まで減少した。加えて、同一線量の炭素イオンあるいは$$gamma$$線を照射した時、バイスタンダー細胞の生存率低下の程度は変わらなかった。これらの結果は、バイスタンダー効果が線量に部分的に依存するが、線質には依存しないことを示す。一酸化窒素の特異的消去剤の使用はバイスタンダー細胞の生存率の低下を抑制した。また、バイスタンダー細胞の生存率と培養液中の亜硝酸イオン濃度には負の相関関係があり、一酸化窒素の放出がバイスタンダー効果の重要な因子であることを示唆した。

口頭

ヒト正常線維芽細胞において一酸化窒素ラジカルが媒介するバイスタンダー細胞致死効果は線質に依存しない

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 坂下 哲哉; 鈴木 芳代; 小林 泰彦

no journal, , 

本研究では、放射線の効果が非照射細胞にも伝わるバイスタンダー効果を解析する。ヒト正常線維芽細胞に炭素イオン(LETは108keV/$$mu$$m)又は$$^{60}$$Co$$gamma$$線(0.2keV/$$mu$$m)を照射し、照射細胞と培養液を共有して培養したバイスタンダー細胞の生存率を調べた。また、一酸化窒素(NO)ラジカル消去剤c-PTIOを培養液に加えた。さらに、NOラジカルの酸化物である亜硝酸イオンが培養液中に含まれる濃度を測定した。その結果、バイスタンダー細胞の生存率は、炭素イオン又は$$gamma$$線の線量が増加すると低下し、0.5Gy以上では80%前後で一定となる類似した線量応答を示した。また、c-PTIO存在下ではバイスタンダー細胞の生存率は低下しなかった。さらに、培養液中の亜硝酸イオン濃度は、線量とともに増加し、0.5Gy以上では0.1$$mu$$M以下で一定となる類似した線量応答を示した。以上より、NOラジカルが媒介するバイスタンダー細胞致死効果は線質に依存しないことが明らかになった。その原因として、細胞内でのNOラジカル産生の放射線応答には線質依存性が無いことが考えられた。

口頭

Analysis of medium-mediated bystander effects induced by carbon-ion irradiation between human lung normal and cancer cells

池田 裕子; 横田 裕一郎; 舟山 知夫; 金井 達明*; 中野 隆史*; 小林 泰彦

no journal, , 

本研究では、ヒト肺由来の正常線維芽細胞WI-38とヒト肺がん細胞H1299/wt${it p53}$を用いた。炭素線全体照射(LET=108kev/$$mu$$m)した細胞と非照射細胞を共培養し、コロニー形成実験によりバイスタンダー細胞の生存率を算出した。0.13Gy照射した正常細胞と6時間共培養した非照射がん細胞の生存率は、増加した。その一方で、0.5Gy照射した正常細胞との共培養では、非照射がん細胞の生存率が低下した。正常細胞へ照射した線量によってがん細胞に対するバイスタンダー効果の反応が変化することが分かった。さらに、0.5Gy照射した正常細胞の培養液にCarboxy-PTIOを添加すると、非照射がん細胞の生存率は増加傾向にあることが分かった。これらの結果から、バイスタンダー効果における生存率低下は、一酸化窒素ラジカルの媒介によって引き起こされることが示唆された。

口頭

Bystander cell-killing effect mediated by nitric oxide in normal human fibroblasts depends on irradiation dose but not on radiation quality

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 武藤 泰子*; 鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 小林 泰彦

no journal, , 

本研究では放射線の線量と線質がバイスタンダー効果に及ぼす影響を調べた。ヒト正常線維芽細胞に炭素イオンビーム(LETは108keV/$$mu$$m)あるいは$$Gamma$$(0.2keV/$$mu$$m)を照射した後、非照射細胞と共培養した。24時間の共培養後に非照射細胞の生存率と培養液に含まれるNOの酸化物である亜硝酸イオンの濃度を測定した。非照射細胞の生存率は照射細胞に曝露する線量とともに低下し、0.5Gyでは80%前後に達した。線量応答は炭素イオンビームと$$gamma$$線で類似していた。一酸化窒素(NO)消去剤であるc-PTIOをあらかじめ培養液に加えておくと非照射細胞の生存率低下は抑制された。さらに、非照射細胞の生存率と亜硝酸イオン濃度には負の相関関係が認められた。一方で、NO発生剤であるNOC12を培養液に加えるだけでは、細胞の生存率は低下しなかった。以上の結果から、照射細胞から何らかの情報伝達物質を受けとった非照射細胞内で産生されるNOの量が、バイスタンダー効果の決定因子の一つである可能性が示された。

口頭

Radiation quality-independent bystander effect and its molecular mechanism

横田 裕一郎; 舟山 知夫; 池田 裕子; 武藤 泰子*; 鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 小林 泰彦

no journal, , 

本研究では、宇宙線被曝リスクの解明や重粒子線がん治療の高度化を目指して、放射線の線量と線質がバイスタンダー効果に及ぼす影響を調べた。ヒト正常線維芽細胞WI-38株に炭素イオンビーム(LETは108keV/$$mu$$m)あるいは$$gamma$$線(0.2keV/$$mu$$m)を照射した後、非照射細胞と共培養した。24時間の共培養後、非照射細胞の生存率と、培養液に含まれる一酸化窒素(NO)の酸化物である亜硝酸イオンの濃度を測定した。非照射細胞の生存率は照射細胞に曝露する線量とともに低下し、0.5Gyでは80%前後に達した。線量応答は炭素イオンビームと$$gamma$$線で類似していた。NO消去剤であるc-PTIOをあらかじめ培養液に加えておくと非照射細胞の生存率低下は抑制された。さらに、非照射細胞の生存率と培養液中の亜硝酸イオン濃度には負の相関関係が認められた。一方で、NO発生剤であるNOC12を培養液に加えるだけでは、細胞の生存率は低下しなかった。以上の結果から、照射細胞から何らかの情報伝達物質を受けとった非照射細胞内で産生されるNOの量が、バイスタンダー効果の決定因子の一つである可能性が示された。

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