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論文

Determination of humic substances in deep groundwater from sedimentary formations by the carbon concentration-based DAX-8 resin isolation technique

寺島 元基; 遠藤 貴志*; 宮川 和也

Journal of Nuclear Science and Technology, 57(4), p.380 - 387, 2020/04

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Nuclear Science & Technology)

Concentrations of humic substance (HS) in deep sedimentary groundwater were determined by the carbon concentration-based DAX-8 resin isolation technique. The groundwater samples were collected from test galleries at different depths in the Horonobe Underground Research Laboratory (URL) of Hokkaido, and two subsidence observation wells of Niigata in Japan. The analytical condition was optimized for the groundwater samples with a high salinity and a high concentration of DOM. The analytical results showed that the HS concentrations vary with the depth and the area. The HS proportions to DOM slightly varied with the depth. The regression analysis showed that the HS concentrations are positively correlated with the DOM concentrations. The low deviation of the HS proportions from the slope in the regression equation indicated that the slight variation of HS proportion can be trivial in the prediction of the concentration of HS. These results can provide a useful information on the HS concentration and its prediction from the DOM concentration in sedimentary groundwater.

論文

コシアブラ若木の地上部および地下部における放射性セシウム分布

伊藤 聡美; 佐々木 祥人; 新里 忠史; 渡辺 貴善; 三田地 勝昭*

KEK Proceedings 2019-2, p.132 - 137, 2019/11

東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の事故により、環境中に放出された放射性物質は現在、福島県内の森林,表層土壌に多く沈着している。この影響により、食用林産物は、福島県の一部地域で出荷制限されているものも存在する。新芽を食用とするウコギ科のコシアブラは広い地域で出荷が制限されている山菜である。本発表では、山菜採取の対象となりやすい若木を対象として土壌の放射性セシウム深度分布、コシアブラ若木の地上部(葉,樹幹)と地下部(根)における植物体量および、放射性セシウム量について調査した結果、土壌中の放射性セシウムが多く分布する深度0-10cmに根の90%以上が存在することが分かったため、これらの調査結果について報告する。

論文

Contamination of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station with actinide elements

駒 義和; 村上 絵理奈

Radiochimica Acta, 107(9-11), p.965 - 977, 2019/09

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

東京電力福島第一原子力発電所は、2011年3月11日に発生した地震と津波に被災し、放射性物質による重大な汚染を引き起こした。将来、廃棄物の処理や処分を行うために汚染した物質が分析されており、それにより得られたアクチニド核種の分析データを概観した。汚染水からアクチニド核種が検出されている。汚染水は化学的に除染されているが、アクチニド核種の濃度は時間とともには低下しておらず、損傷した燃料から冷却水へゆっくりと溶出しているとみられる。土壌に検出されるPu, Am, Cmは損傷した燃料に由来するが、Uは天然が支配的である。TRU核種は深部へのゆっくりとした移行が示唆される。瓦礫類の汚染は不均一であり、核分裂生成物とともにアクチニド核種も検出される。植物は、原子炉建屋に近い場所の落葉からTRU核種が検出された。

論文

Characterization and thermodynamic study of humic acid in deep groundwater at Horonobe, Hokkaido, Japan

紀室 辰伍*; 桐島 陽*; 長尾 誠也*; 斎藤 拓巳*; 天野 由記; 宮川 和也; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*

Journal of Nuclear Science and Technology, 55(5), p.503 - 515, 2018/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:51.73(Nuclear Science & Technology)

高レベル放射性廃棄物から溶出した放射性核種が地下水中の天然有機物の一種である腐植物質と錯生成することで、放射性核種の移行が促進される可能性が指摘されており、腐植物質と金属イオンの錯生成を定量的に記述する試みがなされてきた。腐植物質は、組成不均質性を持つ高分子電解質であり、その性質は起源や履歴によって大きく異なる。本研究では、北海道幌延町の深度350m地下水中に溶存している腐植物質を抽出し、幌延腐植物質のプロトン化反応における反応機構を調べ、また、腐植物質の分子量および流体力学径を取得し、単純有機物やIHSSの標準腐植物質のそれらの結果と比較した。その結果、幌延の腐植物質は、表層の腐植物質に見られるような複雑な組成不均質性を持たない、より単純な構造を持ち、その反応メカニズムもより単純であることが分かった。本成果は、腐植物質の特性がその起源により大きく異なることを明らかにしたものであり、核種移行を考えるうえで、この点を考慮すべきであることを示唆している。

論文

Root endophytic bacteria of a $$^{137}$$Cs and Mn accumulator plant, ${{it Eleutherococcus sciadophylloides}}$, increase $$^{137}$$Cs and Mn desorption in the soil

山路 恵子*; 長田 賢志*; 春間 俊克*; 大貫 敏彦; 小崎 完*; 渡辺 直子*; 難波 謙二*

Journal of Environmental Radioactivity, 153, p.112 - 119, 2016/03

 被引用回数:10 パーセンタイル:46.88(Environmental Sciences)

$$^{137}$$CsとMnを濃集する植物の根内生菌の役割を解明するため、463種類の根内生菌を分離し、シデロフォア排出能を調べたところ、107種が認められた。そのうち8種類の菌を用いて放射性Cs汚染土壌からの元素の溶出を調べた結果、$$^{137}$$CsとMnの溶出がFeとAlの脱離とともに進行することを明らかにした。この結果から、福島における植物への放射性Cs濃集には根内生菌が重要な役を理を担っていることが明らかとなった。

論文

Effects of weak organic acids on the size distribution and size-dependent metal binding of humic substances as studied by flow field-flow fractionation

山下 祐司*; 斉藤 拓巳

Journal of Environmental Chemical Engineering, 3(4), p.3024 - 3029, 2015/12

腐植物質はサイズや官能基組成の点で不均質な天然有機物であり、幅広い金属イオンと結合し、動態を変化させる。本研究では、ナノメートルスケールの連続的なサイズ分画が可能な流動場分画法を用いて、腐植物質のサイズ分布に与える有機酸の影響、および、腐植物質の分子サイズに依存した金属イオンの結合量の比較を行った。通常、pH緩衝剤としてもちいられるTris, MES, MOPSの3種類の有機酸存在下でのAldrichフミン酸(PAHA)のサイズ分布を調べた結果、Tris, MESでは、それぞれ、サイズの増加と減少が見られ、MOPSでは、有機酸無しの場合と同様のサイズが得られた。これらの結果は、TrisおよびMESとの相互作用により、PAHAのサイズが変化したことを示唆する。MOPS存在下で、PAHAに結合したユーロピウムとウランのサイズ分布を調べたところ、これらの金属イオンが特定の5nmのサイズを持つPAHA分子に高い親和性を示すことが分かった。

論文

Physicochemical and ion-binding properties of highly aliphatic humic substances extracted from deep sedimentary groundwater

斉藤 拓巳; 寺島 元基; 青柳 登; 長尾 誠也*; 藤嶽 暢英*; 大貫 敏彦

Environmental Science; Processes & Impacts, 17(8), p.1386 - 1395, 2015/08

 被引用回数:5 パーセンタイル:24.65(Chemistry, Analytical)

堆積岩系深部地下水より抽出された腐植物質は脂肪鎖および硫黄含有量に富み、サイズも小さく、表層環境由来の腐植物質とは異なっていた。一方、この深部地下水腐植物質のプロトン解離性官能基量は表層腐植物質と同程度であるにも関わらず、銅イオンの結合量は小さくなった。NICA-Donnanモデルの適用から、このような銅イオンの小さな結合量が、低pHにおいて、銅イオンが化学的に均質なカルボキシル基に単座配位で結合していることに起因することが示唆された。そして、pHの増加にともなって、結合モードから、単座から、カルボキシル基とアルコール性水酸基が関わる多座配位に変化することが分かった。本研究は、表層環境由来の腐植物質と比較して、深部地下水腐植の物理化学的性質やイオンとの反応性が異なることを示すものである。

論文

Live-imaging evaluation of the efficacy of elevated CO$$_{2}$$ concentration in a closed cultivation system for the improvement of bioproduction in tomato fruits

山崎 治明*; 鈴井 伸郎; 尹 永根; 河地 有木; 石井 里美; 島田 浩章*; 藤巻 秀

Plant Biotechnology, 32(1), p.31 - 37, 2015/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:34.99(Biotechnology & Applied Microbiology)

To maximize fruit yield of tomatoes cultivated in a controlled, closed system such as a greenhouse or a plant factory at a limited cost, it is important to raise the translocation rate of fixed carbon to fruits by tuning the cultivation conditions. Elevation of atmospheric $$^{11}$$CO$$_{2}$$ concentration is a good candidate. In this study, we employed a positron-emitting tracer imaging system (PETIS), which is a live-imaging technology for plant studies, and a short-lived radioisotope $$^{11}$$C to quantitatively analyze immediate responses of carbon fixation and translocation in tomatoes in elevated CO$$_{2}$$ conditions. We also developed a closed cultivation system to feed a test plant with CO$$_{2}$$ at concentrations of 400, 1500 and 3000 ppm and a pulse of $$^{11}$$CO$$_{2}$$. As a result, we obtained serial images of $$^{11}$$C fixation by leaves and subsequent translocation into fruits. Carbon fixation was enhanced steadily by increasing the CO$$_{2}$$ concentration, but the amount translocated into fruits saturated at 1500 ppm on average. The translocation rate had larger inter-individual variation and showed less consistent responses to external CO$$_{2}$$ conditions compared with carbon fixation.

論文

食品照射の基礎知識と国際動向

小林 泰彦

Foods & Food Ingredients Journal of Japan, 220(1), p.52 - 63, 2015/02

Food irradiation is a technology to treat foods with ionizing radiation such as $$gamma$$-rays and electron beams to improve the safety and extends the shelf life of foods by reducing or eliminating microorganisms and insects, and by prevention of sprouting. Food irradiated with ionizing radiation is named "irradiated food". Many international organizations have approved the safety and usefulness of food irradiation. Ionizing radiation can treat packaged foods and fresh and/or frozen products, and effectively and uniformly treat all portions of foods. Food irradiation is an environmentally friendly technology without usage of chemicals and contributes to the solution of food security and food sanitary problems, especially reducing post-harvest losses of foods and controlling food borne illness, as an alternative to chemical fumigation with ethylene oxide and methyl bromide gasses. Japan has a 50 years history of food irradiation research. The "Japanese Research Association for Food Irradiation" was launched in 1965. It was legally authorized to irradiate potatoes for preventing germination in 1972 and since 1974 irradiated potatoes have been shipped from the Shihoro-cho Agricultural Cooperative Association in Hokkaido. Recently, commercial food irradiation has increased significantly in Asia, however, Japan is now far behind other countries and it is called a "food irradiation underdeveloped country". To break through the current backward situation, this paper introduces the latest and objective facts related to food irradiation based on scientific data.

論文

合成吸着樹脂を用いた地下水腐植物質の採取と特性分析

上田 正人; 坂本 義昭*

原子力バックエンド研究, 12(1-2), p.31 - 39, 2006/03

核種移行に影響を及ぼす可能性がある地下水中の溶存腐植物質を濃縮法により採取し、採取した腐植物質の特性を確認した事例はわが国にはほとんどない。われわれは、深度約50mの地点から地下水を採水し、地下水中の溶存腐植物質を合成吸着樹脂を用いた濃縮法等により採取した。採取した腐植物質及びNordic腐植物質,Aldrichフミン酸などの標準的な腐植物質並びに採水した地下水について種々の特性データを取得し、比較検討を行った。この結果、採取した腐植物質及び地下水の紫外可視・蛍光スペクトル及びフミン酸/フルボ酸濃度比には有意な差がなく、本実験で採用した溶存腐植物質の一連の採取法が有効であることが示唆された。また、採取したフルボ酸の分子量分布,三次元蛍光スペクトル,赤外スペクトル,NMRスペクトルなど、腐植物質固有の特性は標準腐植物質と異なっていたが、アメリシウムとの錯生成において、腐植物質の分子量によらず一様に錯体を生成する点で地下水腐植物質とNordic腐植物質は同様の特徴を示した。これらの結果は、わが国の地下水中の溶存腐植物質が、放射性核種との錯生成に関して、既往の多くの研究で用いられている水系腐植物質であるNordic腐植物質と類似の特性を持つ可能性を示唆している。

報告書

第3回イオンビーム生物応用研究ワークショップ論文集; 2004年9月29日,高崎研究所

松橋 信平; 鈴井 伸郎; 石岡 典子

JAERI-Conf 2005-010, 79 Pages, 2005/09

JAERI-Conf-2005-010.pdf:8.08MB

TIARAのイオンビームを利用したバイオ分野の研究をより一層発展させるため、第3回イオンビーム生物応用研究ワークショップ「ポジトロンイメージングを用いた植物研究の新展開; リアルタイム画像で見る植物の機能」を平成16年9月29日、日本原子力研究所高崎研究所ベンチャー棟大会議室において開催した。本ワークショップは、植物ポジトロンイメージング技術の一層の普及,産学官の連携推進、及びポジトロンイメージングによる植物機能解析研究の今後の研究計画に資することを目的とした。イオンビームを用いた生物応用研究,ポジトロンイメージング法を用いた植物機能解析の研究、及びポジトロンイメージング計測を支える技術の研究開発などについて成果報告があり、ポジトロンイメージング研究の将来展望について討議した。

論文

Quantitative modeling of photoassimilate flow in an intact plant using the Positron Emitting Tracer Imaging System (PETIS)

松橋 信平; 藤巻 秀; 河地 有木; 阪本 浩一; 石岡 典子; 久米 民和

Soil Science and Plant Nutrition, 51(3), p.417 - 423, 2005/06

 被引用回数:22 パーセンタイル:53.65(Plant Sciences)

高濃度炭酸ガス環境に対する植物の応答を明らかにすることを目的に、異なる炭酸ガス濃度下での光合成産物の移行をポジトロンイメージング装置で計測し、輸送速度と輸送中の分配について定量的解析を行った。炭酸ガス濃度を通常大気中(350ppm)及び高濃度(1000ppm)としたソラマメの本葉から$$^{11}$$CO$$_{2}$$を吸収させ、茎中での$$^{11}$$C光合成産物の移行をポジトロンイメージング計測により画像化した。得られたデータを伝達関数法を用いた数理的な手法により解析した結果、本葉の炭酸ガス濃度上昇への応答として、茎中での光合成産物の移行速度と根への分配比が高まることを明らかにした。また、光合成産物の輸送速度は、$$^{11}$$CO$$_{2}$$を吸収させた本葉から遠くなるほど大きくなることを明らかにした。

論文

Biological effect of irradiated chitosan on plants ${it in vitro}$

Luan, L. Q.*; Ha, V. T. T.*; 長澤 尚胤; 久米 民和; 吉井 文男; 中西 友子*

Biotechnology and Applied Biochemistry, 41(1), p.49 - 57, 2005/02

キトサンの放射線分解では、脱アセチル化度約80%で初期分子量48万であるキトサンを10%重量濃度の2.5%酢酸水溶液中で、200kGyまで$$gamma$$線照射した。キトサンの分子量が照射によって0.9万まで減少し、FT-IRと元素分析測定からC-O-C結合が切断していることを明らかにした。特に100kGy照射して分子量が約1.6万であるキトサンが最も植物生長促進効果が大きく、キク,キキョウやイチゴ等の生体外組織培養における照射キトサン添加効果では、植物体重量が7.2-17.0%、発芽速度が17.9-69.0%それぞれ増加した。またその最適濃度は、キクで70-100mg/L、キキョウで50-100mg/L、スターチスで30-100mg/Lであることを明らかにした。照射したキトサンは、生長促進効果の指標としての自己防御にかかわる植物内のキトサナーゼ酵素を活性化させ、グリーンハウス内でのキキョウやスターチスの幼芽生存率を高めるといった効果があることを明らかにした。

論文

Influence of humic substances on the $$^{63}$$Ni migration through crushed rock media

田中 忠夫; 坂本 義昭; 向井 雅之; 前田 敏克; 中山 真一

Radiochimica Acta, 92(9-11), p.725 - 729, 2004/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:10.63(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

国際腐植物質学会から提供されているNordicフミン酸及びフルボ酸を0$$sim$$30mg/l共存させた条件下で、粉砕した花崗岩及び凝灰岩を充てんしたカラム中における$$^{63}$$Niの移行実験を実施した。いずれのケースでもカラムを透過するNiの量は、腐植物質濃度が高くなるに従って増加した。カラムを透過するNiの割合は注入液中で腐植物質錯体を形成しているNiの割合に対応しており、カラムに注入した腐植物質錯体がそのまま流出したことを示唆する結果を得た。カラムを透過するNiの移行は、水溶液中におけるNiと腐植物質の錯形成と解離の速度を考慮した移行モデルを適用することによって説明できた。

論文

中性子放射化分析における共存元素の妨害核反応による系統誤差

宮本 ユタカ

放射化分析ハンドブック, 7 Pages, 2004/00

中性子放射化分析において定量元素と熱中性子の核反応によって生成する測定核種は、それ以外に共存する他の元素の異なる核反応によっても生じる場合があり、それが系統誤差の原因になる。その影響の大きさは試料の元素組成だけでなく、原子炉施設や照射場によっても異なる。京都大学原子炉実験所研究用原子炉(KUR)で放射化分析によく用いられる照射設備について、妨害核反応が定量結果に与える影響の大きさを岩石及び植物標準試料の照射実験から定量的に評価した結果を示す。

論文

${it p}$-chlorophenoxyisobutyric acid impairs auxin response in arabidopsis root

大野 豊; 大浦 千春*; Rahman, A.; Aspuria, E. T.; 林 謙一郎*; 田中 淳; 内宮 博文*

Plant Physiology, 133(3), p.1135 - 1147, 2003/11

 被引用回数:113 パーセンタイル:92.29(Plant Sciences)

PCIB (パラクロロイソ酪酸)はアンチオーキシンとして知られ、オーキシンの作用を阻害する目的で広く使われている。しかし、その阻害作用の分子メカニズムは十分に明らかにされていない。本研究ではPCIBがIAA, 2,4-D及びNAAによるBA-GUS遺伝子の発現誘導を阻害されることを示した。さらにRNAハイブリダイゼーションやRT-PCRの結果からPCIB はオーキシンによる${it Aux/IAA}$遺伝子の発現も抑制することが示された。また、HS::AXR3-GUS形質転換体おけるGUS活性はオーキシンによるAXR3-GUS融合タンパク質の分解促進のためオーキシン添加で阻害されるが、PCIBはオーキシンとは逆にGUS活性を増強させることが明らかとなった。一方、シロイヌナズナ根におけるPCIBの生理的影響を調べたところ、PCIBはIAAによる側根誘導を阻害し、主根の生長や重力に対する反応も阻害することが明らかとなった。以上の結果から、PCIBは、Aux/IAAの安定性によって制御されているオーキシン情報伝達系を阻害し、オーキシンによる植物の生長制御に影響を及ぼすことが示唆された。

論文

Radiation processing of polysaccharides for agriculture

久米 民和

IAEA-SM-365/22, p.90 - 94, 2003/09

多糖類は放射線分解することにより種々の生物活性が誘導される。本報告では、これまでに当研究室で得られている成果をレヴューする。キトサン,アルギン酸,カラギーナン,セルロース,ペクチンなどの多糖類は放射線で容易に低分子量化する。これら分解産物に、抗菌活性(細菌や糸状菌に対する抑制効果),植物生長促進活性,植物自己防御物質の誘導,重金属や塩などの環境ストレス抑制など新しい機能が発現する。これらの生物活性について、特に農業利用分野における応用を解説する。

論文

Migration models of neptunium and americium in groundwater under the present condition of humic substances

田中 忠夫; 坂本 義昭; 澤田 博司; 小川 弘道

JAERI-Conf 2003-010, p.134 - 141, 2003/09

地層中における放射性核種の収着性及び移動性に及ぼす可溶性天然有機物の影響について研究した。本研究では、国際腐植物質学会から提供されているNordicフミン酸を共存させた条件下で、粉砕した花崗岩中におけるNp(V)及びAm(III)の移行実験を実施した。Npの場合、カラムからの破過曲線におけるNp濃度の経時変化及びカラム内を透過するNpの移行速度は、フミン酸の共存による影響を受けなかった。一方、Amの破過傾向は共存するフミン酸濃度によって影響を受けることがわかった。カラムシステムを透過するAmの移行は、フミン酸とAmの錯生成反応の非平衡状態を考慮した移行モデルを適用することによって説明できた。

論文

ポジトロンイメージング技術でわかる植物の未知の機能

松橋 信平

Isotope News, (592), p.2 - 7, 2003/08

ポジトロンイメージング計測技術の今後の展開について解説した。原研が開発した植物研究用ポジトロンイメージング装置(PETIS)は、植物が吸収・代謝し、体内を移行するポジトロン放出核種の分布と強度をリアルタイムで計測・画像化でき、「生きた植物の中で起っている時々刻々の変化」を捕らえることを可能にした。これまでPETISを用いた計測により、炭素や窒素など主要な栄養成分,金属元素など微量成分の植物による吸収・同化,動態を明らかにしてきた。これらの成果は、植物ポジトロンイメージング計測技術が植物研究において強力な手段となりうることを示している。今後、この新しい計測手法をさらに改良し、研究を進めることで、植物の情報伝達機構など、これまで明らかにされていない機能の解明を目指す。

報告書

第1回イオンビーム生物応用ワークショップ論文集; 2002年11月19日,高崎研究所

鹿園 直哉; 長谷 純宏; 坂本 綾子; 大野 豊; 田中 淳

JAERI-Conf 2003-003, 62 Pages, 2003/03

JAERI-Conf-2003-003.pdf:3.17MB

日本原子力研究所(原研)ではイオンビームを用いた生物応用の研究を進めている。この研究を今後より一層発展させ、産学官の連携を効率的に進めるとともに、関連研究者が一堂に会し、研究開発の現状を把握し、将来を展望して研究計画に反映させることを目的として、イオンビーム生物応用ワークショップを発足させた。第1回目としてイオンビームを用いた植物資源創成の研究に関連した、「イオンビーム育種技術の開発」を採り上げた。本ワークショップは、平成14年11月19日日本原子力研究所高崎研究所ベンチャー棟大会議室において、日本原子力研究所高崎研究所主催,日本育種学会,日本原子力学会関東・甲越支部,及び日本遺伝学会共催で行われ、130人が参加した。イオン照射技術をもつ原研,理研,若狭湾エネルギー研究センターでのそれぞれの照射技術,研究成果の発表,今年から実用化された新品種の紹介など非常に質の高い発表がなされた。今後はイオンビームによりさらに新しい変異体を作出し利用していくことが重要であり、将来的にはマクイロビーム等を用いた新しい照射技術による植物育種も有望であろう。

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