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論文

$$gamma$$線照射されたアミノ酸中の照射誘導ラジカルの緩和時間

永田 夏樹*; 菰田 聖一*; 菊地 正博; 中村 秀夫*; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*

JAEA-Review 2015-022, JAEA Takasaki Annual Report 2014, P. 103, 2016/02

照射食品に誘導されたフリーラジカル中の不対電子の緩和時間は、ラジカル間の相互作用の程度を示す指標のひとつとなる。緩和時間は、パルスESR装置で直接測定可能であるが装置が高価で普及していない。そのため、連続波ESR装置の測定結果を用いたシミュレーション解析により算出する手法も用いられ、Lund法は1本線信号の緩和時間の算出に適用される。照射アミノ酸の複数ピークをそのままシミュレーション解析した時、緩和時間はパルスESRの直接測定値とは大きく異なった。そこで3種類の照射アミノ酸で得られる複数ピークについてガウスピーク近似により分離して、それぞれのピークパラメータを用いてLund法のシミュレーション解析に適用した。その結果、算出されたT$$_{2}$$値はパルスESRの値とよく一致した。このことは、ピーク分離法が、複数ピークをもつESRスペクトルに対してLund法を適用する際に、緩和時間の計算精度を高める手法として有効であることを示している。

論文

複数ピークからなるESRスペクトルのピーク分離解析

菊地 正博; 永田 夏樹*; 菰田 聖一*; 亀谷 宏美*; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦

食品照射, 50(1), p.13 - 19, 2015/10

照射食品に誘導されたフリーラジカルの不対電子の緩和時間は、ラジカル相互作用の指標となる。連続波(CW-)ESRを用いる場合、1本線のピークに対してはLund法のシミュレーションで緩和時間を計算できる。複数ピークからなるCW-ESRスペクトルにおいて緩和時間を求めるため、ピーク分離法を検討した。緩和時間はパルスESRで直接測定可能である。CW-ESRで複数ピークとなるスペクトルに対して、そのままLund法のシミュレーションを適用して、照射アミノ酸の緩和時間を求めたところ、パルスESRの測定結果とは全く異なっていた。複数ピークをもつ照射アミノ酸のスペクトルに対してGaussianピークとしてフィッティング後、それぞれのピークに対してLund法を適用して求めた緩和時間T$$_{2}$$はパルスESRで測定された値とよく一致していた。CW-ESRによる測定で複数ピークをもつESRスペクトルが得られた場合、ピーク分離後にLund法を適用する解析法は緩和時間を求める際に有効と考えられる。パルスESRで複数ピークが同じg値をもつ時、CW-ESRでラジカル構造を踏まえたピーク分離を行うと簡単に緩和時間を求められると考えられる。

論文

Pulsed EPR studies of shallow donor impurities in SiC

磯谷 順一*; 大島 武; 森下 憲雄; 神谷 富裕; 伊藤 久義; 山崎 聡*

Physica B; Condensed Matter, 340-342, p.903 - 907, 2003/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:45.07(Physics, Condensed Matter)

スピン緩和を用いた量子コンピュータの実現には、長いスピン緩和時間を持った系が必要とされる。このような系の実現には、通常低温が必要とされるが、より室温に近い温度でのスピン緩和を利用した量子コンピュータ開発の知見を得るために、炭化ケイ素半導体(SiC)中の浅いドナー不純物のスピン緩和を調べた。ドナー不純物としては窒素及びリンを用い、窒素については結晶成長により、リンについてはイオン注入(9から21MeV)により導入した。また、リン注入後に1650$$^{circ}$$Cで熱処理を行うことで照射損傷の除去とリンドナーの電気的活性化を図った。スピン緩和はパルスEPR法の一つである2パルスエコー減衰法を用いて測定した。スピン-格子緩和時間の温度依存性を解析した結果、窒素については83meV、リンについては62meVという緩和エネルギーを得た。

論文

カーネーション切り花内の水に対する無極性ガスの影響

松嶋 卯月*; 大下 誠一*; 中西 友子*; 松林 政仁; 瀬尾 康久*; 川越 義則*

農業機械学会誌, 62(5), p.70 - 78, 2000/09

無極性ガスを利用した保存法のカーネーション切り花に対する適用性を検討するために、切り花の品質に関係深い内容の水に対して無極性ガスが与える影響を調べた。水の状態は、JRR-3熱中性子ラジオグラフィ装置を用いた中性子イメージングによる水分量の分析と、H-NMRによる縦緩和時間T1測定による水の動的状態から評価した。それらの結果から、無極性ガスであるキセノンによる処理は、切り花の吸水能力を維持することと同時に、切り花内部の水移動を妨げ、脱水を防ぐことが示唆された。特に、0.7MPaでのキセノン処理を行った切り花の子房の縦緩和時間は、処理後約24時間にわたり、実験初期とほぼ同じレベルにあり、水の動的状態が保持された。

論文

Time-resolved FT-ESR and cw-ESR studies on photo-initiated polymerization

水田 幸男*; 森下 憲雄; 桑田 敬治*

Magnetic Resonance and Related Phenomena, Volume 1, p.931 - 932, 1998/00

TMDPOのレーザー光開裂によって生成するDPOラジカルと種々のビニルモノマーとの反応過程で生成する初期重合ラジカルを、FT及びcw時間分解ESR法により検出し、時間依存的な反応過程の検討を行った。cw時間分解ESRスペクトルは、初期重合ラジカルの帰属に有効であり、さらに次世代の重合ラジカルの検出及び帰属を可能とした。初期重合ラジカルの生成過程は拡散律速とみなされる程非常に高速でcw時間分解ESRでは時間追跡が不可能であったが、FT法を用いることで生成速度を決定することができた。検出された重合ラジカルのESRスペクトルは強い吸収を示し、DPOラジカルのスピン分極を継承していることが確かめられた。また信号の減衰過程しおもにスピン格子緩和過程によることを明らかにし、緩和時間の決定を行った。

論文

Depth profile of oxide-trapped charges in 6H-SiC metal-oxide-semiconductor structures irradiated with gamma-rays

吉川 正人; 斎藤 一成*; 大島 武; 伊藤 久義; 梨山 勇; 奥村 元*; 吉田 貞史*

14th Symp. on Materials Science and Engineering, Research Center of Ion Beam Technology, Hosei Univ., 0, p.159 - 165, 1996/00

照射した酸化膜を斜めにエッチングした傾斜酸化膜を用いて、膜圧の異なる6H-SiC MOS構造を作製し、そのC-V特性を用いて照射によって蓄積した固定電荷の深さ方向分布を求め(傾斜エッチング)、極めて長い緩和時間を持つ界面準位が6H-SiC/SiO$$_{2}$$界面近傍に存在する可能性を調べた。その結果、6H-SiC/SiO$$_{2}$$界面から離れた酸化膜内部には正の、6H-SiC/SiO$$_{2}$$界面近傍には負の固定電荷が蓄積していることがわかった。また界面近傍の負の固定電荷の一部は電荷のやりとりをしない極めて長い緩和時間を持つ界面準位である可能性のあることがわかった。

論文

Pulsed NMR study of radiation polymerization and crosslinking of n-isopropylacrylamide

Safranj, A.; 吉田 勝; 大道 英樹; 片貝 良一*

Radiation Physics and Chemistry, 46(4-6), p.987 - 990, 1995/09

 被引用回数:11 パーセンタイル:25.58

N-イソプロピルアクリルアミド(NIPAAm)を水の存在下で放射線重合させた時、自己架橋型のポリマーゲルが形成してくることを見い出した。この架橋構造をパルスNMRから得られるT$$_{2}$$ spin-spin緩和時間曲線を用いて検討した。低分子で自由度の大きなポリマーの場合、T$$_{2}$$は秒のオーダーであるが、架橋ポリマー或いは高い結晶性をもつポリマーでは、この値はmsec$$sim$$$$mu$$secのオーダーにまで減少する。NIPAAmモノマーの指数関数的な減衰曲線(T$$_{2L}$$)は1秒のオーダーであった。0.03$$sim$$0.1kGyの照射範囲におけるT$$_{2L}$$は100msecまで減少した。別途行ったゲル率の値から、この範囲で得られるポリマーは直鎖状からなることがわかっている。しかし、照射線量が、0.1kGy以上になると、NMRの曲線は2つの成分、すなわち、直鎖状ポリマー(T$$_{2L}$$)と架橋ポリマー(T$$_{2S}$$)に分離した。この架橋ポリマー成分の出現は、ゲル率の測定から得られた結果とよく一致した。

報告書

新原子力エネルギー発生装置に関する研究(平成4年度)

小川 雅生*; 須藤 収*

PNC-TY1607 93-001, 12 Pages, 1993/03

PNC-TY1607-93-001.pdf:0.32MB

中性子の少ない核融合反応を用いてエネルギーを取り出すことを指向した研究の基礎実験を行なった。エネルギーが10$$sim$$20keVの陽子分子イオンビームを入射し、解離した原子イオンをミラー磁場の中に閉じ込める基礎実験装置は昨年度に完成した。今年度はこの実験装置における原子イオンの閉じ込め時間の測定を中心とした研究を行なった

論文

放射線の照射に伴うエラストマーの誘電特性の変化

伊藤 政幸; 岡田 漱平

日本ゴム協会誌, 63(12), p.753 - 759, 1990/00

テトラフルオルエチレン-プロピレン共重合体を試料として放射線の照射に伴う極性基の量と架橋密度の変化とが誘電特性におよぼす効果を以下の三つの場合にわけて検討した。1)照射に伴い極性基の量が増加し、架橋密度が低下する場合。2)極性基の量が同じで、架橋密度が異なる場合。3)架橋密度が同じで、極性基の量が異なる場合。実験結果から次の結論を得た。(1)分散強度はカルボニル、カルボキシル基と考えられる極性基の量と共に大きくなる。(2)緩和時間は架橋密度を反映するのではなく、極性基が附加している分子鎖のfree endの長さに依存し、free endが短いほど緩和時間が長くなる。

論文

Blowdown thrust force under pipe rupture accident, I; Experimental evaluations of blowdown thrust force and decompression characteristics

矢野 歳和

Nucl.Eng.Des., 79(3), p.377 - 385, 1984/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:68.87

軽水炉の仮想事故のひとつである一次冷却系の配管破断事故に関し、日本原子力研究所では配管破断試験を実施している。これらの試験結果のうち本報では配管の瞬時破断時に生じる減圧特性とブローダウン反力に関して評価した。その結果、以下の結論を得た。(1)圧力回復は配管の内部ほど早く、この現象は圧力の緩和時間で整理できる。(2)破断後の最大減圧幅Psat-Pminと減圧率$$Sigma$$の関係は、Alamgirらの指摘と配管破断口のみにおていよく一致する。(3)ブローダウン反力の最大値は、PWR LOCA条件では破断後0.1秒に、BWR LOCAでは0.2秒後に生じ、配管系の影響は小さい。(4)ブローダウン反力の最大値はMoodyやHenry-Fauskeの臨界流モデルに基づく反力より小さいが、配管の長さの影響が現れ定性的に一致する。(5)ジェット反力係数Jtにより最大ブローダウン反力が評価でき、大きい破断面積比を持つ配管破断では1.26を超えない。(1.26は理想気体の値)

論文

Electric conduction of low density polyethylene induced by high dose rate gamma rays

望月 清次*; 田村 直幸; 矢作 吉之助*

Journal of Applied Physics, 54(8), p.4433 - 4438, 1983/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:64.58(Physics, Applied)

1$$times$$10$$^{5}$$~1$$times$$10$$^{6}$$R/hの高線量率$$gamma$$線照射下での低密度ポリエチレンの放射線誘起電気伝導を調べた。低電界領域において、最初の定常誘起電流に続いて、ゆっくりとした増加電流が現われること、そして再び最初の定常誘起電流とは異なった平衡誘起電流の現れることが見いだされた。放射線誘起電流の時間依存性における極性反転効果、温度効果、試料密度効果などを調べた結果、ここで見いだしたある緩和時間を経た後ゆっくりと現われる増加電流は、比較的深いトラップにとらえられたチャージキャリアの熱的再励起によるものであること、また、試料の結晶化度に敏感に依存することなどが推論された。

口頭

放射線照射食品に誘導されるラジカルのPulse-ESRによる計測

岸田 敬吾*; 永田 夏樹*; 亀谷 宏美*; 菊地 正博; 中村 秀夫*; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*

no journal, , 

照射食品の検知法では連続波(CW)-ESR法を用いて照射誘導ラジカルを計測して検知する。ESRスペクトルから得られる解析パラメータにラジカルの緩和時間があり、通常、CW-ESRで測定される明瞭なsinglet信号から間接的に算出する。そこで、本研究では、複雑な信号を示す照射食品の緩和時間をパルス波(Pulse)-ESR法により直接測定できるか検討して、CW-ESR法による算出値との比較を試みた。試料は、市販の小麦粉,大豆及び黒コショウを用いた。Pulse-ESR測定において、照射小麦粉及び照射大豆(皮)でecho信号の観測に成功し、この信号の減衰時間から直接測定された緩和時間は吸収線量に依存して変化することがわかった。CW-ESRによる緩和時間の算出値は、Pulse-ESRによる測定値よりやや小さくなる傾向にあった。これは照射大豆や小麦粉の複雑なESR信号に対して、singlet信号からの算出法を適用したためと考えられる。Pulse-ESRで測定された緩和時間が照射依存性を示すことから、緩和時間を用いた検知法の可能性が示唆された。

口頭

$$gamma$$線照射によりアミノ酸に誘導されるラジカルの緩和時間

永田 夏樹*; 菰田 聖一*; 菊地 正博; 中村 秀夫*; 亀谷 宏美*; 等々力 節子*; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*

no journal, , 

照射アミノ酸は吸収線量の増加と共に照射誘導ラジカルが蓄積し、緩和時間T$$_{2}$$が減少する。緩和時間はパルス波(Pulse)-ESRで直接計測するが、装置自体が普及しておらず測定は簡単ではない。連続波(CW)-ESR測定される線幅と閾値を用いたシミュレーションにより算出する方法があるが、本来、1本線のピークに適用する手法であり、複雑なスペクトルに適用できるかは明らかではない。そこで、CW-ESRの緩和時間とPulse-ESRの緩和時間の比較したところ、両者は全く一致しなかった。次に、CW-ESRで得られた複数ピークからなるスペクトルをガウス線形にフィッティングしてピーク分離した。分離したピークをシミュレーションに適用して緩和時間を求めたところ、緩和時間がPulse-ESRの結果とよく一致した。複数信号はピーク分離という新たな手法で解析することにより、CW-ESRで算出した緩和時間はPulse-ESR計測により求めた実測値に近づいた。

口頭

微細構造を制御した高MA含有不定比酸化物燃料の物性予測手法に関する研究,6; 模擬MA含有燃料の物性測定

牟田 浩明*; 加藤 直暉*; 田中 康介; 松田 哲志*; 大石 佑治*; 黒崎 健*; 山中 伸介*

no journal, , 

模擬MA・FPとして少量の希土類元素等を含むUO$$_{2}$$試料を作製し、その熱・機械的特性を評価した。特に熱伝導率について、緩和時間近似法によりMA・FP元素の添加効果を解析した。

口頭

微細構造を制御した高MA含有不定比酸化物燃料の物性予測手法に関する研究,7; 多量模擬MA含有燃料の物性予測評価

加藤 直暉*; 牟田 浩明*; 田中 康介; 松田 哲志*; 大石 佑治*; 黒崎 健*; 山中 伸介*

no journal, , 

10%以上の多量の模擬MA元素を含むUO$$_{2}$$固溶体試料を作製し、その物性を評価した。この結果から多量の模擬MA元素を含む場合の物性の予測手法の導出を試みた。

口頭

1H NMR緩和時間法によるセメント間隙中水移動過程の解明

坂田 渚彩*; 舘 幸男; 岩舘 泰彦*; 大窪 貴洋*

no journal, , 

セメント系材料は放射性廃棄物の処分において、処分施設の構造材料として用いられ、放射性核種の移行抑制効果などが期待されている。そのためセメント材料中での核種移行経路を解明することは、セメント系材料の長期性能評価にとって重要である。核磁気共鳴法(NMR)で計測される間隙水の1Hの横緩和時間(T2)は、間隙構造に関連付けられることが知られている。本研究では、この手法をセメント系材料の水和過程と間隙構造の評価に適用し、関係構造と物質移行特性の関係を議論した。試験結果から、セメント系材料の移行経路としては、セメントとモルタル材料として含まれる珪砂との粒界間隙が支配的であること、C-S-Hゲル層間及びゲル間隙はその寄与が大きくないことが示唆された。

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