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報告書

iPS細胞由来組織細胞における放射線依存的突然変異計測系の確立(委託研究); 平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉国際共同研究センター; 東京工業大学*

JAEA-Review 2019-026, 51 Pages, 2020/01

JAEA-Review-2019-026.pdf:2.8MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度「iPS細胞由来組織細胞における放射線依存的突然変異計測系の確立」について取りまとめたものである。これまで組織間における突然変異率を検討する際は、異なる個人間の細胞株を用い、それぞれの組織の突然変異発生率を評価していたために統一的な評価を下すのが困難であったが、本研究では、近年のiPS細胞をはじめとした幹細胞分野の生物学の技術革新により単一の細胞から組織細胞を分化誘導することが可能になったため、これらの技術を統合し、東京工業大学の研究室で樹立したiPS細胞を用いて神経系, 皮膚, 血液系, 循環器系の組織細胞を作製し、放射線照射後の各組織の突然変異率を計測して、組織による突然変異の違いを数理モデルの構築により評価する実験系の確立を目指す。

論文

腫瘍の形態変化を考慮した発がん数理モデルの一考察

大内 則幸

保健物理, 40(2), p.166 - 169, 2005/06

低線量における発がん過程を念頭においた新しい発がん数理モデルの開発について報告する。細胞レベルの物理的ダイナミクスを考慮した、細胞がん化から腫瘍の形成までを記述する新しいモデルを構築した。モデルは細胞集団レベルにおいて、細胞間の接着,変形,移動などの物理的に記述可能なダイナミクスと、突然変異による細胞の変異,細胞分裂,細胞死、など細胞内部のダイナミクスの両方を持ち、細胞ががん化し、腫瘍を形成する様子を経時的に調べることができる。

報告書

Consideration for modeling studies of migration of accidentally released radionuclides in a river watershed

松永 武; Monte, L.; 都築 克紀; 柳瀬 信之; 半澤 有希子; 上野 隆

JAERI-Review 2003-039, 150 Pages, 2004/01

JAERI-Review-2003-039.pdf:11.12MB

原子力施設の事故時に放出され得る放射性核種については、大気からの地表への沈着と、これにつづく表面水系の移行経路に対して1986年のチェルノブイリ事故以来大きな関心が払われてきた。欧州の国々ではそれらの経路を含んだ放射性核種の移行予測と汚染対策にかかわる意志決定支援のための計算コードシステムが開発されている。そこで、河川流域における放射性核種の移行挙動についての数学モデルの構築に関して、日本原子力研究所は、この種の数学モデルの専門家であるイタリアのLuigi Monte氏(新技術・エネルギー・環境研究所,ENEA: Ente per le Nuove tecnologie,L'Energia e l'Ambiente)を2003年5月22日$$sim$$同6月20日の期間に招へいした。本報告書は、同氏の滞在の期間に日本原子力研究所並びに当該分野にかかわる日本国内の大学・研究機関において行われた報告と議論を要約したものである。河川流域における放射性核種の移行挙動を表す数学モデルの利点そして留意点が議論された。

論文

Applicability of a model predicting iodine-129 profile in a silver nitrate silica-gel column for dissolver off-gas treatment of fuel reprocessing

峯尾 英章; 後藤 実; 飯塚 勝*; 藤崎 進; 萩谷 弘通*; 内山 軍蔵

Separation Science and Technology, 38(9), p.1981 - 2001, 2003/05

 被引用回数:14 パーセンタイル:43.91(Chemistry, Multidisciplinary)

銀シリカゲル(以下Ag-Sと略)カラム内のヨウ素-129分布を予測する数学モデルの適用性を44,000MWdt$$^{-1}$$までの燃焼度の使用済燃料の溶解時に発生する実際のオフガスを用い検討した。モデルによって予測されたヨウ素-129の分布は実験で得られた分布とよく一致した。このモデルは使用済燃料溶解時のオフガス処理のため423Kで運転されるAg-Sカラムにおけるヨウ素分布予測に有効であることが示唆された。また、この予測で用いた有効拡散係数やラングミュア係数の値は、オフガス中のNO$$_{2}$$濃度が1%程度まで使用可能であると考えられた。

論文

A Simple model predicting iodine profile in a packed bed of silica-gel impregnated with silver nitrate

峯尾 英章; 後藤 実; 飯塚 勝*; 藤崎 進; 内山 軍蔵

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(3), p.241 - 247, 2002/03

 被引用回数:16 パーセンタイル:27.47(Nuclear Science & Technology)

使用済燃料溶解時のオフガス処理に使用される硝酸銀含浸シリカゲル(AgS)カラムにおけるヨウ素の軸方向分布を予測する数学モデルを単純な吸着理論に基づき提案した。モデルで必要なパラメータは、有効拡散係数とラングミュア係数の2つで、既往の吸着実験により得られたヨウ素の軸方向分布によるフィッティングによって、423Kにおいて、それぞれ5.60$$times$$10$$^{-7}$$m$$^{2}$$/s及び1.0$$times$$10$$^{5}$$m$$^{3}$$kg$$^{-1}$$と決定した。これらパラメータの値を用い、既往の研究におけるさまざまな実験条件下でのヨウ素の分布を計算したところ、提案したモデルはこれらの分布を良く予測できることがわかった。さらに、AgS粒子中銀含有率の影響も予測できることもわかった。AgS吸着剤へのヨウ素の吸着速度は、ポア径が小さいことから粒子内のヨウ素の拡散過程が律速と考えられた。提案したモデルは単純でAgS吸着カラム内のヨウ素分布の予測に有用である。

論文

Simulation study on the catalytic decomposition of hydrogen iodide in a membrane reactor with a silica membrane for the thermochemical water-splitting IS process

Hwang, G.; 小貫 薫

Journal of Membrane Science, 194(2), p.207 - 215, 2001/12

 被引用回数:52 パーセンタイル:12.51(Engineering, Chemical)

熱化学法ISプロセスの水素発生工程の高効率化を目的として、膜反応器によるヨウ化水素接触分解反応に関する理論的検討を行った。解析にあたり、H$$_{2}$$及びHIの透過係数は、試作したシリカ膜における実測値を用いた。実測困難なI$$_{2}$$の透過係数については、H$$_{2}$$/I$$_{2}$$選択性が分解率に及ぼす影響を調べて評価した。検討の結果、90%以上のヨウ化水素分解率の得られる条件が存在することを明らかにした。さらに、反応部体積と膜面積との比,無次元長さなどの反応器パラメータと分解率との関係を明らかにし、その結果をもとに膜反応器の設計指針を論じた。

報告書

気体状放出トリチウムの環境媒体中拡散移行解析及び被ばく線量計算コード: TRIDOSE

村田 幹生*; 野口 宏; 横山 須美*

JAERI-Data/Code 2000-034, 214 Pages, 2000/11

JAERI-Data-Code-2000-034.pdf:7.43MB

計算コードTRIDOSEは、核融合関連施設からトリチウム(T$$_{2}$$)の気体状放出があったとき、環境への影響を評価するために開発された計算コードである。TRIDOSEは、トリチウムの大気拡散$$rightarrow$$沈着$$rightarrow$$蒸発散(再浮遊)$$rightarrow$$大気拡散のサイクルを解析し、環境媒体中のHTO濃度は被ばく線量を評価する。コードには、トリチウムの野外放出実験を通して近年明らかになりつつあるT$$_{2}$$ガス特有の環境中での挙動の多くがモデル化して取り入れられている。TRIDOSEによる計算結果は、カナダで実施されたT$$_{2}$$ガスの短時間放出事故を模擬した野外実験の結果と比較され、そのモデルは検証された。また、本報告書はコードの使用マニュアルとしても使えるように配慮されている。

報告書

再処理溶液系におけるTRU元素の原子価状態評価モデル

内山 軍蔵; 藤根 幸雄; 吉田 善行; 前田 充; 本山 聡*

JAERI-Research 98-005, 20 Pages, 1998/02

JAERI-Research-98-005.pdf:0.63MB

再処理溶液系にかけるTRU元素の原子価状態評価モデルを開発した。本モデルの基本式は(1)物質収支式、(2)酸化還元平衡式、(3)反応速度式、(4)電荷中性式の4式である。本モデルは酸化還元平衡(定常)状態あるいは非定常状態にある溶液系を計算対象としている。本モデルにより、高放射線下及び多成分系のために測定が困難なTRU元素等の原子価状態を、元素濃度、電極電位、硝酸濃度、酸化還元試薬濃度、温度などの比較的容易に測定が可能な溶液データをもとに推測することができる。

報告書

Development of a safeguards evaluation method that has false alarm analysis as a key element and its application to a centrifuge enrichment plant

西村 秀夫

JAERI-M 91-219, 98 Pages, 1992/01

JAERI-M-91-219.pdf:2.81MB

有効で効率的な保障措置を実施するためには、保障措置の有効性を評価する保障措置評価法の開発が必要である。本研究では、従来の転用探知確率の他に、誤警報の可能性を系統的に分析することの重要性に着目した評価法を開発し、これを遠心法ウラン濃縮施設へ適用した。まず、遠心機カスケードにおける濃縮過程を記述する数学モデルを公開試料を基に確立し、コンピュータ化した。次に、これを商業規模のモデル施設へ適用し、誤警報を避ける観点から過渡運転、誤操作を含む通常の運転を分析し、また、転用探知の観点から高濃縮ウランの生産が理論上可能なシナリオについて分析した。さらに、主要なアノーマリを摘出し、これを誤りなく判定できるかどうかという観点から遠心法ウラン濃縮施設におけるLFUA法の有効性を検討した。なお、本研究は、JASPASの一環(JA-4)として実施したものであり、本報告書は、その最終結果を記述している。

報告書

低レベル放射性廃棄物浅地層処分の総合安全評価に関する部分モデルの開発、 IV; 複合バリア付き廃棄体からの放射性核種の浸出モデル

若林 徳映; 松鶴 秀夫; 鈴木 篤之*

JAERI-M 88-089, 36 Pages, 1988/05

JAERI-M-88-089.pdf:1.08MB

本研究は、放射性廃棄物の固化体、外被層及び廃棄体収納容器から構成される複合バリア付き廃棄体の有する放射性核種漏洩の遅延または防止機能を評価することを目的とする。このため、廃棄体からの放射性核種の漏洩拡散過程を、ある厚さの外被構造を持ち、内部に放射性廃棄物固化体領域が接合する「不連続境界を持った1次元拡散問題」として定式化する方法を開発した。さらに、外被構造物表面からの核種漏洩量評価式と外被構造物及び内部固化体領域の放射性核種濃度分布式を導出した。

報告書

連続流動層コールドトラップの開発

八木 英二; 前田 充; 鏡 八留雄; 宮島 和俊

JAERI-M 7064, 115 Pages, 1977/05

JAERI-M-7064.pdf:2.81MB

フッ化物揮発法開発研究の一環として、そのプロセスの連続化を図りPuF$$_{6}$$の放射線分解を防止する観点から流動層型凝縮器および揮発器から成る連続コールドトラップ装置を開発した。PuF$$_{6}$$と類似の物性を有するUF$$_{6}$$を用いた実験により99%以上の捕集率、数分ないし15分程度の固相滞留時間、安定操作限界(UF$$_{6}$$/AL$$_{2}$$O$$_{3}$$)比0.07以下であることを確認して、この連続コールドトラップ法の技術的可能性を実証した。またこのコールドトラップ法における凝縮モデルを作成し、ミスト生成率などモデルから推定される凝縮特性が実験結果と良く一致することを確認してこのモデルの有効性を明らかにした。モデルによるパラメータ解析の結果、入口ガス温度および濃度、流動層内軸方向温度分布がミスト生成率に最も大きな影響を及ぼし、生成率が最小となる最適な温度分布の存在することを示した。

口頭

Chromosome dynamics and cyclic change of cell life and death

大内 則幸

no journal, , 

細胞の放射線感受性は、コロニー形成法で得られる細胞生存率(照射放射線に対する生存細胞の割合)で定量的に測定可能であるが、そのような細胞の放射線感受性は、細胞周期のどの時期に放射線を照射されたかに大きく依存して周期的に変化することが知られている。感受性のパターンに関しては細胞の種類などでも異なるが、広く培養細胞として実験で用いられるヒト由来の培養細胞(HeLa細胞)の場合、分裂後期(G1期)と分裂前期(G2期)に照射された場合は放射線に対する感受性が小さく(細胞生存率が大きい)、逆にM期やS期に照射された場合、感受性が非常に大きい(細胞生存率が小さい)。このような細胞周期に依存した放射線感受性の原因としては、これまで細胞内の様々な動態、例えば細胞周期チェックポイントでの制御機構の存在や、細胞周期の段階毎のDNA修復能の差などの結果であると予想されてきた。今回、このような周期的な放射線感受性の起因に関して、染色体の細胞周期に依存した構造変化を伴う動態から調べた。そのために、染色体の動力学モデルをその弾性的性質を基に構築し、実際に各細胞周期の段階毎の立体構造をシミュレーションで構築し、さらにDNAの二重鎖切断を導入することで、そのDNA損傷部位の動態から調べた結果に関して発表する。

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