Tolerance of spin-Seebeck thermoelectricity against irradiation by swift heavy ions

岡安 悟; 針井 一哉*; 小畠 雅明; 吉井 賢資; 福田 竜生; 石田 真彦*; 家田 淳一; 齊藤 英治

Journal of Applied Physics, 128(8), p.083902_1 - 083902_7, 2020/08

AA2020-0071.pdf:0.69MB

https://doi.org/10.1063/5.0014229

The ion-irradiation tolerance of thermoelectric devices based on the spin Seebeck effect (SSE) was investigated by using 320 MeV gold ion (Au) beams modeling cumulative damages due to fission products emitted from the surface of spent nuclear fuels. For this purpose, prototypical Pt/YFeO/GdGaO SSE elements were irradiated with varying the dose level at room temperature and measured the SSE voltage of them. We confirmed that the thermoelectric and magnetic properties of the SSE elements are not affected by the ion-irradiation up to ions/cm fluence and that the SSE signal is extinguished around ions/cm, in which the ion tracks almost fully cover the sample surface. We also performed the hard X-ray photoemission spectroscopy (HAXPES) measurements to understand the effects at the interface of Pt/YFeO. The HAXPES measurements suggest that the chemical reaction that diminishes the SSE signals is enhanced with the increase of the irradiation dose. The present study demonstrates that SSE-based devices are applicable to thermoelectric generation even in harsh environments for a long time period.

Comparative radiation tolerance based on the induction of DNA double-strand breaks in Tobacco BY-2 cells and CHO-K1 cells irradiated with rays

横田 裕一郎; 鹿園 直哉; 田中 淳; 長谷 純宏; 舟山 知夫; 和田 成一; 井上 雅好*

Radiation Research, 163(5), p.520 - 525, 2005/05

https://doi.org/10.1667/RR3355

一般的に高等植物は哺乳動物よりも放射線に強い。高等植物の放射線耐性機構を探索するために、タバコBY-2細胞及びその対照としてチャイニーズハムスターCHO-K1細胞に線を照射し、パルスフィールドゲル電気泳動法によりDNA2本鎖切断(DSB)を定量した。タバコBY-2細胞におけるDSB生成量(2.00.1DSBs GbpGy)はCHO-K1細胞のわずか1/3であり、一方で、平均致死線量の線照射による細胞あたりのDSB生成量は、タバコBY-2細胞(263.213.2)ではCHO-K1細胞より5倍多かった。これらの結果は、タバコBY-2細胞で認められた放射線耐性の原因として、DNA損傷が少ないばかりでなく、DNA損傷が効果的に修復されることを示唆している。

Evaluation of the resistance of to ion beam radiation

林 浩孝*; 和田 成一; 舟山 知夫; 鳴海 一成; 小林 泰彦; 渡辺 宏*; 古田 雅一*; 上原 赫*

Journal of Eukaryotic Microbiology, 51(3), p.321 - 324, 2004/06

https://doi.org/10.1111/j.1550-7408.2004.tb00573.x

宇宙ステーションのような閉鎖系での食糧確保と二酸化炭素の吸収,酸素の供給に最も有望な生物種の一つであるユーグレナに対し、模擬宇宙線としてさまざまなLET値を有する重イオンビームを照射して放射線抵抗性を調べた。最も致死効果の高いLET=196keV/mのイオンビームに対しても40Gyまでの線量域では生育に影響がないことから、宇宙基地での利用が可能であることがわかった。照射後生存率におけるRBE(生物学的効果比)のLET依存性を調べた結果、ユーグレナ細胞は哺乳動物細胞や植物細胞とは異なる放射線応答機構を有することが示唆された。

放射線耐性菌の耐性機構

鳴海 一成

遺伝, 57(5), p.57 - 62, 2003/09

https://ci.nii.ac.jp/naid/80016099849

現在の地球には強い放射線を放出する自然環境が存在しないにもかかわらず、放射線に高い耐性を持つ微生物が地球上のいたるところに生息している。線やX線といった電離放射線を照射すると、細胞中のDNAが切断される。DNAの鎖切断は、遺伝情報の分断を引き起こすので、一般な生物にとって最も重篤な損傷であるとともに、最も修復困難な損傷である。しかしながら、放射線耐性菌は、細胞内に生じた100箇所以上のDNA鎖切断を、いとも簡単に短時間で修復してしまうのである。1999年に、放射線耐性菌の代表であるデイノコッカス・ラジオデュランスの全ゲノム配列が解読され、放射線耐性機構の研究はポストゲノム時代に突入した。本稿では、放射線耐性菌の発見と耐性機構解明研究の歴史と現状について概説するとともに、放射線耐性獲得の起源についての仮説を紹介する。

放射線防護等へのバイオテクノロジーの適用に関する調査研究(1)

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PNC TJ1295 91-001, 206 Pages, 1991/03

PNC-TJ1295-91-001.pdf:6.29MB

近年、ライフサイエンスの研究レベルは飛躍的に向上し、生体を研究するためのツールとして、遺伝子工学、蛋白工学、糖鎖工学、発生工学、細胞操作技術など従来では到底実現できない実験系を作成すること、及びその利用による生物の研究が行われるようになってきている。これらの研究ツールは、原子力開発や放射線利用の分野でも、生物や環境への影響、環境保全、環境修復などの研究においても、研究の新たな局面を拓く有用な手法となることが期待されている。本調査研究においては、原子力分野におけるバイオテクノロジーの適用の可能性を探るという視点から、原子力分野と関連するライフサイエンス全体の調査を実施した。

セシウムの吸着分離に用いるヘキサシアノ鉄酸金属錯体薄膜の放射線耐性

有阪 真; 渡邉 雅之; 石崎 学*; 栗原 正人*; Chen, R.*; 田中 寿*

no journal, , 

本研究では、不溶性フェロシアン化物類縁体であるヘキサシアノ鉄酸金属錯体(MHCF)から成る吸着材を電極に用い、高レベル廃液中に含まれるセシウムを電気化学的に回収することを目指している。今回は、SUS316L基板上に作成したMHCF薄膜の線照射に対する安定性について調べた。MHCF薄膜への線照射は、硝酸共存下で行われた。照射後に分離した硝酸をICP-MSにより分析したところ、MHCFを構成する鉄および銅が検出され、鉄および銅の溶出量は、70kGy程度まで一様に増加し、その後一定値となることを確認した。照射前に基板上に固定化されたMHCF重量の20-30%の溶出が起きる一方、共存する硝酸の濃度によりそれらの溶出挙動は変化しなかった。粉末状のMHCFの放射線耐性は非常に高いことがわかっているので、基板上への固定化の方法については再検討が必要であることがわかった。