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論文

External exposure dose estimation by electron spin resonance technique for wild Japanese macaque captured in Fukushima Prefecture

岡 壽崇; 高橋 温*; 小荒井 一真; 光安 優典*; 木野 康志*; 関根 勉*; 清水 良央*; 千葉 美麗*; 鈴木 敏彦*; 小坂 健*; et al.

Radiation Measurements, 134, p.106315_1 - 106315_4, 2020/06

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

ニホンザルのエナメル質中に誘起された炭酸ラジカルと吸収線量の関係(検量線)を電子スピン共鳴(ESR)法で調べた。ニホンザルのエナメル質のESR測定で検出できる線量の下限(検出限界)は33.5mGyであり、ヒトのエナメル質の検出限界と同等であった。作成した検量線を用いて、福島県で捕獲した7頭の野生ニホンザルの線量を評価したところ、45mGyから300mGyの被ばくをしていることがわかった。

論文

固体パラ水素とESR

熊田 高之

化学の要点シリーズ,20, P. 71, 2017/06

量子固体として知られる固体水素は、内部場が非常に小さいだけでなく、欠陥やひずみによる内部場の不均一を量子的ゼロ点運動により自己修復(セルフアニーリング)する性質を持つ。その中でも固体パラ水素は、オルト・パラ水素分子のうち核磁気を持たず凝固点以下で電気四重極も持たないパラ水素のみを精製したものである。内部磁場が存在せず内部電場も小さく等方的かつ均一であることから、固体パラ水素は高分解能・高感度赤外吸収・ESR分光のマトリックスとして注目されている。ESR法を用いて固体パラ水素中にわずか10$$^{-4}$$ppm生成したH$$_6^{+}$$ラジカルの観測に初めて成功した。現在、H$$_6^{+}$$は水素イオンが主要な役割を演じる宇宙化学においても注目を集めている。また、内部場が小さいことから固体パラ水素中における電子スピン緩和は非常に遅く、NMRに負けない多パルススピン制御に向けた研究展開も期待される。このように、固体パラ水素とESRの組み合わせは、ラジカル分光に限らず多くの研究分野を巻き込んだ新たな展開を期待させる。

論文

Characteristics of electron spin resonance signal of quartz from sediments and adjacent bedrocks

徳安 佳代子; 安江 健一; 小松 哲也; 田村 糸子; 堀内 泰治

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 189, 2017/03

日本の山地では、一般的に隆起による高度増大に伴い侵食速度が増大する傾向がある。侵食速度が隆起速度と動的平衡状態にある山地では、時間が経っても平均高度が一定に保たれるため、山地から平野にかけての地下水流動は時間経過によって変化しないと考えられる。一方、隆起開始から時間が十分に経過しておらず動的平衡状態に至っていない山地は、今後、高度の増大に伴って地下水流動が変化する可能性がある。放射性廃棄物の地層処分においては、このような地形変化に伴う地質環境を把握することが重要な検討課題となるため、本研究では、砕屑粒子をその周辺の基盤岩中の石英の電子スピン共鳴(Electron Spin Resonance: ESR)信号特性を比較し、石英の供給源を推定する手法の有効性について検討した。ESR測定の結果、堆積物とその起源となり得る基盤岩のESR特性が類似していたことから、石英粒子のESR信号特性を用いる方法は堆積物の供給源推定に有効であると考えらえる。

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

Possible singlet-triplet transition of ESR in the kagome-lattice antiferromagnet

坂井 徹; 肘井 敬吾*; 大久保 晋*; 太田 仁*; 中野 博生*; 宮下 精二*

Applied Magnetic Resonance, 46(9), p.997 - 1002, 2015/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

S=1/2カゴメ格子反強磁性体について18スピン・クラスターの数値対角化により研究した。ジャロシンスキー・守谷相互作用がある場合に起こり得るESRシングレット・トリプレット遷移の強度に比例する行列要素を計算した。いくつかの角度に依存した選択則を示した。

論文

Dose responses of irradiated fresh papaya recorded on ESR at different temperature

菊地 正博; 鵜飼 光子*; 小林 泰彦

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 89, 2015/03

Electron spin resonance spectroscopy (ESR) has been utilized as a detection method of irradiated foods. However, there is a problem on ESR measurement for the water-rich foods. We have examined two techniques to solve the water problem. In two ESR detection methods for fresh fruits, dose response curves of signal intensities were obtained independently. Three responses show the direct proportional relationship, except for main peak signals of freeze-dried powders. In this study, we examined whether $$gamma$$-induced radicals of papaya fleshes are changed after different sample preparations. The right side peak intensity is good agreement with the estimation. $$gamma$$-induced radicals of the side peak are not affected by the sample preparations. This study indicates that the ESR detection methods for fresh fruits are reliable as a quantitative measurement.

論文

Analysis of radicals induced in irradiated amino acid using Pulse-ESR

岸田 敬吾*; 菊地 正博; 中村 秀夫*; 小林 泰彦; 鵜飼 光子*

JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 90, 2015/03

Radiation induced radicals in irradiated foods were analyzed with Pulse-ESR. The specimens were rice and wheat flour. We also analyzed 22 kinds of amino acids contained in foods to compare with the food specimens. Radiation dose level was 50,100 and 200 kGy. We could not detect any signals in all specimens before irradiation treatment. Upon radiation treatment one broad signal was detected. Using Pulse-ESR, we succeeded to detect field swept echo signal in some irradiated amino acid specimens and to analyze the relaxation times (T$$_{1}$$ and T$$_{2}$$). It is concluded that ESR is very useful to analyze the radiation induced radicals in irradiated foods.

論文

Characterization of interface defects related to negative-bias temperature instability in ultrathin plasma-nitrided SiON/Si$$<$$100$$>$$ systems

藤枝 信次*; 三浦 喜直*; 西藤 哲史*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆

Microelectronics Reliability, 45(1), p.57 - 64, 2005/01

 被引用回数:11 パーセンタイル:46.4(Engineering, Electrical & Electronic)

界面準位測定・電子スピン共鳴・シンクロトロン放射光XPSを行って、プラズマ窒化酸化膜の負バイアス温度不安定性(NBTI)が主として界面Siダングリングボンド(P$$_{b}$$センター)からの水素脱離で起こることを明らかにした。NBTIでは非P$$_{b}$$欠陥も生成されるが、窒素ダングリングボンドは含まれない。プラズマ窒化はSiO$$_{2}$$/Si界面のストイキオメトリを劣化・界面準位を増加させるとともに、新たなP$$_{b}$$欠陥を生成する。窒化起因NBTIはこの界面欠陥の量的・質的変化に起因すると考えられる。

論文

Dynamics of an anisotropic spin dimer system in a strong magnetic field

Kolezhuk, A. K.*; Glazkov, V. N.*; 田中 秀数*; 大沢 明

Physical Review B, 70(2), p.020403_1 - 020403_4, 2004/07

 被引用回数:41 パーセンタイル:15.9(Materials Science, Multidisciplinary)

スピンダイマー物質TlCuCl$$_3$$において最近測定された強磁場ESRスペクトルを有効場理論を用いて解析した。その結果、ダイマー内及びダイマー間交換相互作用に弱い異方性を仮定することによって全ての測定条件におけるESRの実験結果を理論的に説明できることがわかった。

論文

Introduction of phosphorus atoms in silicon carbide using nuclear transmutation doping at elevated temperatures

大島 武; 森下 憲雄; 神谷 富裕; 磯谷 順一*; 馬場 信一; 相原 純; 山地 雅俊*; 石原 正博

Proceedings of OECD/NEA 3rd Information Exchange Meeting on Basic Studies in the Field of High Temperature Engineering (OECD/NEA No.5309), p.197 - 202, 2004/00

炭化ケイ素(SiC)の高温中性子転換ドーピング技術の確立のために、JMTRにより1200$$^{circ}$$Cで中性子線照射した六方晶SiCの電気特性をHall測定により調べた。試料は中性子照射後に1600から1800$$^{circ}$$Cの範囲で熱処理を行った。その結果、1700$$^{circ}$$Cまでの熱処理ではp型伝導であったのに対し、1800$$^{circ}$$C熱処理後にはn型を示し、中性子転換ドーピングにより生成されたリンドナーが電気的に活性化することが明らかとなった。また、SiC中のリンの検出方法を確立するために電子スピン共鳴(ESR)によるリンドナーの探索を行った。$$^{13}$$Cの超微細相互作用を詳細に調べた結果、P$$_{a}$$, P$$_{b}$$のリンドナーに起因する二つのシグナルの観察に成功した。

論文

Experimental determination of the mechanism of the tunneling diffusion of H atoms in solid hydrogen; Physical exchange versus chemical reaction

熊田 高之

Physical Review B, 68(5), p.052301_1 - 052301_4, 2003/08

 被引用回数:32 パーセンタイル:20.25(Materials Science, Multidisciplinary)

酸素分子の紫外線乖離により生成した固体水素中の水素原子の再結合反応に対する圧力依存性を電子スピン共鳴法を用いて調べた。4.2K以下で13MPaで再結合速度定数は全く圧力に依存しなかった。この結果は固体水素中における水素原子のトンネル拡散が物理拡散ではなくトンネル反応H+H$$_2$$$$rightarrow$$H$$_2$$+H により進行していることを示す。

論文

ESR characterization of activation of implanted phosphorus ions in silicon carbide

磯谷 順一*; 大島 武; 大井 暁彦; 森下 憲雄; 伊藤 久義

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.965 - 968, 2003/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.51(Instruments & Instrumentation)

イオン注入により炭化ケイ素(SiC)半導体に導入したリン(P)ドナー不純物の電気的活性化に伴うP原子の格子間位置への置換や注入欠陥除去などの微視的構造変化を明らかにするため、9$$sim$$21MeV(9段階)または340keVのエネルギーでP注入を行ったn型六方晶SiC(6H-SiC)のESR測定を実施した。P注入は室温、800$$^{circ}C$$または1200$$^{circ}C$$で行い、注入後にアルゴン中で最高温度1650$$^{circ}C$$まで熱処理を行った。注入後熱処理を行うことでP原子がSiC格子点に配置してドナーとなり、ドナー電子と$$^{31}$$Pの超微細相互作用により2本に分裂したESRスペクトルが出現することを見出した。現在、スペクトル解析によりPドナーの構造対称性や電子スピン状態の検討を進めている。本会議ではPドナーの微視的構造の解析結果に加え、照射欠陥のアニール挙動についても報告する。

論文

2nd International Workshop on Radiation Safety at Synchrotron Radiation Sources報告

浅野 芳裕

放射光, 16(2), p.120 - 122, 2003/03

2002年10月にフランス、グルノーブルで行われた第2回放射光施設における放射線安全に関する国際ワークショップ会議の模様を報告した。本会議は放射光施設にかかわる放射線安全を討議する世界規模での唯1つの会議であり、世界の主な放射光施設が一同に会して放射光施設放射線安全に関する討議を行った。

論文

Analyses of absorbed dose to tooth enamel against external photon exposure

高橋 史明; 山口 恭弘; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 船曳 淳*; 斎藤 公明

Radiation Protection Dosimetry, 103(2), p.125 - 130, 2003/01

 被引用回数:4 パーセンタイル:66.78(Environmental Sciences)

光子外部被ばくに対して歯エナメル質が受ける線量を、頭部物理ファントム内に置いた歯のサンプルを用いたESR線量計測法により調査した。この他に歯領域における線量をTLD検出器を用いて測定した。ボクセル型ファントムを物理ファントムのCT画像から作成した。このボクセル型ファントムを用いたモンテカルロ計算により、実験結果の解析を行った。これらの手法により得られたデータは、既に改良MIRD型ファントムを用いた計算により得られたエナメル質線量と比較,検討した。本研究により、MIRD型ファントムを用いた計算により得られたエナメル質線量から臓器線量への換算係数は、ESR線量計測によるレトロスペクティブな個人線量推定に適用可能であることが明らかとなった。その一方で、100keV以下の光子入射に対しては、頭部の大きさ及び構造がエナメル質線量に影響を与える可能性があることが示された。

論文

Conversion from tooth enamel dose to organ doses for ESR dosimetry

高橋 史明; 山口 恭弘

Radiation Risk Assessment Workshop Proceedings, p.71 - 78, 2003/00

歯を用いたESR線量計測法による個人線量推定を行う際に必要となる歯エナメル質線量から臓器線量への換算関係を解析した。改良を行ったMIRD-5型ファントム及びEGS4コードを用いたモンテカルロ計算により、光子外部被ばくに対する歯エナメル質線量と臓器線量の換算関係を解析した。歯のサンプル及びTLD検出器を頭部物理ファントム中に挿入し、ESR線量計測法及び線量測定により歯の部分の線量を調査した。頭部物理ファントムのCT画像より作成したVoxel型ファントムを用いたモンテカルロ計算を行い、実験結果及びMIRD型ファントムを用いた計算結果の検証をした。得られた結果は、歯エナメル質を用いたESR線量計測により過去の被ばく事例における個人線量推定を行う際に有益になると考える。

論文

Conversion from tooth enamel dose to organ doses for the electron spin resonance dosimetry

高橋 史明; 山口 恭弘; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 斎藤 公明

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(9), p.964 - 971, 2002/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:58.07(Nuclear Science & Technology)

光子外部被ばくに対するESR線量計測法によるレトロスペクティブな個人線量評価手法の確立を目的として、歯エナメル質から臓器線量への換算に関して解析した。歯エナメル質の線量は、MIRD型ファントムを用いたモンテカルロ計算により解析した。頭部物理ファントムに埋め込まれたTLDを用いた測定により、計算結果を検証した。エナメル質線量の入射光子に対するエネルギー及び方向依存性は、他の臓器線量のものと比較した。物理ファントムのCT画像を基にしたvoxelファントムを用いて、頭部構造がエナメル質線量の値に与える影響を調査した。散乱線を考慮に入れた仮想的な場における外部被ばくについて、MIRD型ファントムにより得られたデータを用いて、エナメル質線量から骨領域の線量への換算について解析した。その結果、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による精度のよい個人線量推定は、人体に入射する光子のエネルギー分布に関する情報を必要とすることがわかった。

論文

Analysis of absorbed dose to tooth enamel for ESR dosimetry

高橋 史明; 山口 恭弘; 斎藤 公明; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*; 船曳 淳*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(Suppl.2), p.1314 - 1317, 2002/08

光子外部被ばくに対して、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による臓器線量及び実効線量の推定を可能とする技術を確立するため、エナメル質の線量の解析を行った。エナメル質の吸収線量は、EGS4コード及び新たに歯を定義したMIRD-5型の数学人体模型を用いたモンテカルロ計算により得られた。また、組織等価物質で構成され人骨を埋め込んだ頭部物理ファントムを用いた実験を行った。歯及びTLD検出器を物理ファントム内の歯の位置に設置し、歯エナメル質部の線量を測定した。実験結果は光子が頭部の前方から入射する場合は計算結果とよく一致した。しかし、後方入射の場合、実験結果は計算結果より小さい値を示した。そこで、実験に用いた物理ファントムのCT画像からVoxel型ファントムを作成し、このVoxel型ファントム及びEGS4コードを組み込んだ計算コードUCPIXELを用いた検証計算を行い、実験結果の妥当性を確認した。

論文

A Model for the structure of the ${it Escherichia coli}$ SOS-regulated UmuD$$_{2}$$ protein

Sutton, M. D.*; Guzzo, A.*; 鳴海 一成; Costanzo, M.*; Altenbach, C.*; Ferentz, A. E.*; Hubbell, W. L.*; Walker, G. C.*

DNA Repair, 1(1), p.77 - 93, 2002/01

UmuD$$_{2}$$タンパク質は、大腸菌DNAポリメラーゼの調節サブユニットであり、触媒サブユニットであるUmuCタンパク質と複合体を形成し、DNA損傷薬剤及び紫外線による突然変異誘発促進作用の根本的な機構である「誤りがち損傷乗り越え修復」に重要な役割を果たす。この論文では、実験的解析を基に、UmuD$$_{2}$$ホモ2量体タンパク質の構造についての正確なモデルを構築し、このタンパク質の構造変化とDNAポリメラーゼVの作用調節との密接な関係を考察した。

論文

Absence of recombination of neighboring H atoms in highly purified solid parahydrogen; Electron spin resonance, electron-nuclear double resonance, and electron spin echo studies

熊田 高之; 榊原 正博*; 長坂 敏光*; 福田 紘也*; 熊谷 純*; 宮崎 哲郎*

Journal of Chemical Physics, 116(3), p.1109 - 1119, 2002/01

 被引用回数:37 パーセンタイル:23.83(Chemistry, Physical)

固体水素中における水素原子の拡散速度と再結合速度をESR、ENDOR、及びESEを用いて調べた。オルソ水素濃度1%以下における水素原子の再結合速度定数は、拡散速度から予想されるより2桁以上も小さいことがわかった。この結果は固体パラ水素中において水素原子同士が隣接しても再結合しないことを示す。高純度パラ水素中において、水素原子再結合に伴い発生するエネルギーの拡散経路が存在しないために、水素原子は再結合することなく散乱されたのではないかと考えられる。

論文

Relations between tooth enamel dose and organ doses for the Electron Spin Resonance dosimetry against external photon exposure

高橋 史明; 山口 恭弘; 岩崎 みどり*; 宮澤 忠蔵*; 浜田 達二*

Radiation Protection Dosimetry, 95(2), p.101 - 108, 2001/09

 被引用回数:26 パーセンタイル:13.12(Environmental Sciences)

光子外部被ばくに対して、歯エナメル質を用いたESR線量計測法による臓器線量及び実効線量の推定を可能とする技術を確立するため、エナメル質における線量の解析を行った。エナメル質への吸収線量及び臓器線量は、EGS4コード及び新たに歯が定義された数学人体模型を用いたモンテカルロ計算により得られた。計算により、いくつかの光子外部被ばくの条件におけるエナメル質の線量と臓器線量または実効線量との間の定量関係が明らかとなった。また、エナメル質の線量の入射光子エネルギーに対する依存性は、ほかの臓器線量及び実効線量よりも大きいことが明らかとなった。得られたデータは、歯を用いたESR線量計測法により過去の放射線被ばくにおける個人線量を推定する際に有益なものとなる。

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