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論文

Dose-response measurement in gel dosimeter using various imaging modalities

藤淵 俊王*; 川村 拓*; 山梨 宏一*; 廣木 章博; 山下 真一*; 田口 光正; 佐藤 裕一*; 三村 功一*; 牛場 洋明*; 沖原 徹*

Journal of Physics; Conference Series, 444(1), p.012089_1 - 012089_4, 2013/06

 被引用回数:3 パーセンタイル:75.22

Measurement methods that accurately measure radiation dose distribution in a three dimensional manner in order to allow comparisons of treatment plans are needed for quality assurance. One such measurement method involves the use of a polymer gel dosimeter to measure the dose distribution in three dimensions. During irradiation, a polymerization reaction makes new chemical bonds and induces changes of the chemical structure of the gel of the gel dosimeter. In the present study, dose-response measurement of an environment-friendly material used in the gel dosimeter was performed by imaging with computed tomography (CT) and R1, R2, and fluid-attenuated inversion-recovery (FLAIR) magnetic resonance imaging (MRI) under various imaging conditions. Dose-response characteristics in the gel dosimeter used in the experiment were observed at doses of 5-20 Gy administered by X-ray CT and MRI. Although the FLAIR signal was a relative value, the dose-response values with FLAIR were excellent compared to those with R1, R2, and CT. Determination of more appropriate imaging conditions could help expand the dose-response parameters of each measurement method.

論文

Neutron structure analysis using the IBARAKI biological crystal diffractometer (iBIX) at J-PARC

田中 伊知朗*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 新村 信雄*; 大原 高志*; 栗原 和男; 山田 太郎*; 大西 裕季*; 友寄 克亮*; 横山 武司*

Acta Crystallographica Section D, 66(11), p.1194 - 1197, 2010/11

 被引用回数:42 パーセンタイル:94.01(Biochemical Research Methods)

次世代中性子線源であるJ-PARCに建設された茨城県生命物質構造解析装置(iBIX)は、2008年12月から運転を開始した。有機化合物結晶を用いた予備的な測定及び構造解析の結果、iBIXはJ-PARCの最終出力の1/8にあたる120kWでも十分な測定効率を発揮しており、タンパク質結晶の構造解析にも十分対応できることが明らかとなった。

論文

供用を開始したJ-PARCの新しい生物用中性子回折装置(iBIX)

田中 伊知朗*; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 大原 高志*; 栗原 和男; 新村 信雄*

薬学雑誌, 130(5), p.665 - 670, 2010/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.02(Pharmacology & Pharmacy)

茨城県は、茨城大学と日本原子力研究開発機構(JAEA)とともに、J-PARCにおいて産業利用を目的とした生物高分子用の飛行時間型(TOF)中性子回折装置、茨城県生命物質構造解析装置(iBIX)の建設をほぼ完了した。2009年以来茨城大学は、茨城県事業の下で実験を行うユーザーのために、本装置の運用を委託されてきた。本回折装置は、最大約150${AA}$の格子長を持つ試料結晶をカバーするように設計されている。2mm$$^{3}$$の体積の結晶なら年間100個以上の試料の測定が期待され、さらに約0.1mm$$^{3}$$の体積の生物試料でも測定が期待できる。iBIXの効率は、J-PARCで出力1MWが実現したときに、JRR-3に既設の高性能回折装置の約100倍となることが期待されている。2008年12月からiBIXのユーザー利用が開始され、J-PARC出力20kWの下で幾つかのタンパク質や有機化合物がテスト測定されてきた。それらのタンパク質の一つは、最大1.4${AA}$分解能の回折を示したが、この結果はiBIXで使用したものと同じ結晶を用いて妥当な露出時間で測定したとした場合のBIX-3(JRR-3設置)での結果にほぼ匹敵する。2009年5月には、検出器14台が設けられた。2009年度末までに、JAEAの協力の下、データ整理ソフトウェアの基礎部分が整備完了され、低温ガス吹付装置も設置される予定である。

論文

J-PARCの緑化計画; 保全と再生への取り組み

山西 毅; 瀬下 和芳; 北見 俊幸; 丹 左京*

日本緑化工学会誌, 32(1), p.191 - 194, 2006/08

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の建設では、3.3haに及ぶ松林の伐採が行われている。当地は、保安林と自然環境保全地域に指定されており、その復旧にあたっては、環境保全に十分配慮することが求められているため、貴重植物の保護や森林植栽等、さまざまな試みを行っている。試験植栽については、第35回大会において口頭発表を行ったが、その後の追跡調査結果、伐採から復旧までの経緯と環境保全,再生への取り組みについて報告をする。

報告書

Ge(Li)検出器によるガンマ線スペクトル集

東條 隆夫; 近藤 眞; 稗田 正美*; 白石 忠男

JAERI-M 4461, 34 Pages, 1971/06

JAERI-M-4461.pdf:0.65MB

原子炉研修所において行われる「核燃料の非破壊検査法による燃焼率測定」、「核分裂生成物の分離」および「放射化法による中性子束測定」やその他の放射線計測実験の過程でたびたび取扱う代表的な22核種のガンマ線スペクトルをGe(Li)検出器を用いて測定し、実験の参考資料として用いるためにそれらを集録した。さらに附録として、(I) 8種の標準線源を放射平衡に達した$$^{2}$$$$^{2}$$$$^{6}$$Raを用いたGe(Li)の全エネルギー吸収ピーク効率の光子エネルギー依存性の測定、(II) Ge(Li)の集束ガンマ線のスキャニングによる有感寸法などの測定、および(III) 水素の捕獲ガンマ線および励起状態の$$^{1}$$$$^{2}$$Cからの$$gamma$$線スペクトル、が報告されている。

口頭

Current status of the neutron biological diffractometer in J-PARC

田中 伊知朗*; 大原 高志; 栗原 和男; 日下 勝弘; 尾関 智二*; 新村 信雄*

no journal, , 

現在、J-PARCでは茨城県の予算で構造生物用単結晶中性子回折計の開発が進められており、申請者はこの開発における中心メンバーの一員である。この回折計は格子定数が最大135$AA $の蛋白質結晶まで対応可能で、結晶体積が2mm$$^{3}$$の結晶を年間100サンプル測定できる装置を目指しており、その性能は現在JRR-3に設置されているBIX-3及びBIX-4回折計の50倍以上に相当する。この性能を確保するためには、特に高性能の検出器,中性子光学系,データ処理ソフトの開発が不可欠であるが、検出器についてはシンチレーター方式の高分解能2次元検出器の開発が進んでおり、光学系については中性子スーパーミラーを用いてサンプル位置まで効率的に中性子を輸送する系のデザインが完了している。また、データ処理ソフトについては、格子定数の大きな蛋白質結晶に対応すべく、重なり合ったブラッグ反射を分離するためのアルゴリズムを提唱し、現在開発を進めている。本発表では現時点におけるこれらの開発状況について報告する。

口頭

Ibaraki biological crystal diffractometer in J-PARC (BIX-P1); Optimization of design parameters

日下 勝弘; 大原 高志; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 尾関 智二*; 栗原 和男; 相澤 一也; 森井 幸生; 新井 正敏; 江幡 一弘*; et al.

no journal, , 

茨城県が提案するJ-PARC生命物質構造解析装置は現存する生体高分子用回折計BIX-4と比べて約50倍の測定効率を目指し設計開発が進められている。この性能を達成するため、本装置はより中性子強度が強く、広いパルス時間幅を持つ結合型減速材を配するビームラインに導入される。この広いパルス時間幅を持つ入射中性子を用いることにより隣接するブラッグ反射は時間軸方向に部分的に重なりを持つことが予想される。装置設計パラメータはこれらの反射の重なりを考慮し決定されなければならない。また生体高分子中の水素原子の位置情報を十分な精度で得るためにはこの重なった反射の分離方法の確立が必要不可欠である。そこで反射の重なりの度合い,ブラッグ反射の測定収率,時間軸に沿った反射プロファイルを装置設計パラメータをもとにシミュレーションするコンピュータプログラムを開発した。このプログラムを用いたシミュレーションの結果をもとに生体高分子の構造解析に焦点をおいた装置設計パラメータ及び反射分離戦略の考察を行ったのでこれを報告する。

口頭

J-PARCの緑化計画; 保全と再生への取組み

山西 毅

no journal, , 

大強度陽子加速器施設(J-PARC)の建設では、3.3haに及ぶ松林の伐採が行われている。当地は、保安林と自然環境保全区域に指定されており、その復旧にあたっては、環境保全に十分配慮することが求められているため、貴重植物の保護や森林植栽,野鳥のための水辺空間の創設などさまざまな環境保全への取組みについて紹介する。

口頭

茨城県生命物質構造解析装置における中性子光学系の設計

大原 高志; 栗原 和男; 日下 勝弘; 細谷 孝明; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 尾関 智二*; 相澤 一也; 森井 幸生; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

茨城県生命物質構造解析装置は、J-PARCの物質生命科学実験施設に設置される単結晶回折計で、生体高分子及び有機低分子の構造解析を目的とする。本装置は中性子線源からの距離が40mあり、中性子を効率的に輸送する光学系が必要不可欠である。今回、本装置の中性子光学系として、スーパーミラーガイド管を設計した。ガイドの形状のうち、水平方向には曲率半径4300mのカーブドガイドを用いることで高エネルギーの$$gamma$$線及び中性子線を除去し、さらに先端部のテーパードガイドで中性子を集光する。一方、垂直方向は多段階のテーパードガイドを組合せることでミラー表面での中性子の反射回数を減らし、反射による中性子の減少を抑えた。McSTAS及びIDEASを用いたモンテカルロシミュレーションによって試料位置での中性子の強度などを評価したところ、ストレートガイドを用いた場合と比較して0.7$AA $で2倍、1.0$AA $でも1.6倍のゲインが得られた。

口頭

Current status of IBARAKI biological diffractometer in J-PARC; Optimization of design parameters

日下 勝弘; 大原 高志; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 栗原 和男; 細谷 孝明; 尾関 智二*; 相澤 一也; 森井 幸生; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

茨城県がJ-PARC, MLF施設に設置予定の生命物質構造解析装置は現存する最高性能の生体高分子用中性子回折計BIX-4の50倍以上の測定効率を目指して設計・開発が進められている。本装置はこの高い測定効率を実現するため、結合型減速材を配するビームラインに設置することが決まっている。結合型減速材からの中性子ビームはパルス時間幅が広いため、格子定数の大きな単結晶試料の回折パターンを測定する場合、隣接するブラッグ反射が時間・空間方向に重なりを示すことが予想される。生体高分子中の水素位置を決定するに十分な分解能の積分反射強度データを得るためには、重なりを持つ反射の積分強度も高い精度で分離しデータとして用いなければならない。また、装置設計はこのブラッグ反射の重なりとその分離を考慮して行わなければならない。そこでわれわれは、反射重なりの度合い,反射の測定収率,時間軸に沿ったピークプロファイルを、装置設計パラメータをもとにシミュレーションする3つのプログラムを開発した。これらのプログラムを用いたシミュレーションの結果をもとに、最適な装置設計パラメータ及び反射分離法の検討を行ったのでこれを報告する。

口頭

TOF回折データシミュレーションによるJ-PARC茨城県生命物質構造解析装置の設計パラメータ最適化

日下 勝弘; 大原 高志; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 栗原 和男; 細谷 孝明; 尾関 智二*; 相澤 一也; 森井 幸生; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

茨城県が原子力機構の協力のもとJ-PARC, MLFに建設を開始した生命物質構造解析装置(BIX-P1)は最大格子長約150$AA $の単結晶試料の回折データが測定可能で、現存する最高性能の生体高分子用中性子回折計BIX-3,4(JAEA)の100$$sim$$150倍の測定効率を目指している。本装置はこの高い測定効率を実現するため、結合型減速材を配するビームラインに設置される。しかし、結合型減速材からの中性子ビームはパルス時間幅が広く、隣接する反射が時間・空間方向に重なりを示すことが予想される。よって、装置設計パラメータはこのブラッグ反射の重なりとその分離を考慮し決定しなければならない。そこで、われわれは回折計の設計パラメータをもとにTOF回折データをシミュレーションする3つのプログラムを独自に開発し、(1)反射重なりシミュレーションによる光学系パラメータと試料-検出器間距離の検討,(2)ブラッグ反射の収率シミュレーションによる最適な検出器配置と高効率な測定方法の検討,(3)ブラッグ反射の時間方向のプロファイルシミュレーションによる反射分離方法の考察を行った。本発表ではそれぞれの検討・考察の結果を報告する。

口頭

Design of the neutron optics; Introduction of IBARAKI biological crystal diffractometer

大原 高志

no journal, , 

茨城県生命物質構造解析装置は、J-PARCの物質生命科学実験施設に設置される単結晶回折計で、生体高分子及び有機低分子の構造解析を目的とする。本装置は中性子線源からの距離が40mあり、中性子を効率的に輸送する光学系が必要不可欠である。今回、本装置の中性子光学系として、スーパーミラーガイド管を設計した。ガイドの形状のうち、水平方向には曲率半径4300mのカーブドガイドを用いることで高エネルギーの$$gamma$$線及び中性子線を除去し、さらに先端部のテーパードガイドで中性子を集光する。一方、垂直方向は多段階のテーパードガイドを組合せることでミラー表面での中性子の反射回数を減らし、反射による中性子の減少を抑えた。IDEASを用いたモンテカルロシミュレーションによって試料位置での中性子の強度などを評価したところ、ストレートガイドを用いた場合と比較して0.7オングストロームで2倍、1.0オングストロームでも1.6倍のゲインが得られた。

口頭

Current status of IBARAKI biological diffractometer in J-PARC; Design of the neutron optics

大原 高志; 栗原 和男; 日下 勝弘; 細谷 孝明; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 尾関 智二*; 相澤 一也; 森井 幸生; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

茨城県生命物質構造解析装置は、J-PARCの物質生命科学実験施設に設置される単結晶回折計で、生体高分子及び有機低分子の構造解析を目的とする。本装置は中性子線源からの距離が40mあり、中性子を効率的に輸送する光学系が必要不可欠である。今回、図1に示す形状のスーパーミラーガイド管を設計した。水平方向には曲率半径4300mのカーブドガイドを用いることで高エネルギーの$$gamma$$線及び中性子線を除去し、先端部のテーパードガイドで集光している。一方、垂直方向は多段階のテーパードガイドを組合せることでミラー表面での中性子の反射回数を減らし、中性子束の減少を抑えた。モンテカルロシミュレーションによって試料位置での中性子の強度及びプロファイルを評価したところ、ストレートガイドを用いた場合と比較して0.7Aで2倍、1.0Aでも1.5倍のゲインが得られた。また、ビームのプロファイルについても、測定に用いるほぼすべての波長領域(0.7$$sim$$3.8A)で矩形に近いものが得られた。

口頭

茨城県生命物質構造解析装置の開発状況

大原 高志

no journal, , 

現在、J-PARCでは茨城県によってTOF単結晶中性子回折計である「茨城県生命物質構造解析装置」の開発が進められており、申請者はこの開発における中心メンバーの一員である。この回折計は格子定数が最大135Aの蛋白質結晶まで対応可能で、結晶体積が2mm$$^{3}$$の結晶を年間100サンプル測定できる装置を目指しており、その性能は現在JRR-3に設置されているBIX-3及びBIX-4回折計の50倍以上に相当する。この性能を確保するためには、特に高性能の検出器や中性子光学系、の開発が不可欠であるが、検出器についてはシンチレーター方式の高分解能2次元検出器の開発が進んでおり、光学系については中性子スーパーミラーを用いてサンプル位置まで効率的に中性子を輸送する系のデザインが完了している。本発表では、現時点におけるこれらの開発状況について紹介する。

口頭

Current status of IBARAKI biological crystal diffractometer in J-PARC

田中 伊知朗*; 大原 高志; 栗原 和男; 日下 勝弘*; 細谷 孝明; 友寄 克亮*; 新村 信雄*; 尾関 智二*; 相澤 一也; 新井 正敏; et al.

no journal, , 

茨城県生命物質構造解析装置は、茨城県によってJ-PARCに建設が進められているTOF単結晶中性子回折計である。本装置は135$AA $の格子長を持つ蛋白質の構造解析に対応できるとともに現在JRR-3に設置されているBIX-3/BIX-4に比べて約100倍の測定効率を持ち、2008年の完成後は構造生物学,化学の分野における産業利用を中心とした利用が期待される。本装置はさまざまなコンポーネントによって構成され、特に中性子光学系,検出器,試料周辺環境,ソフトウェアは装置の性能やユーザーの利便性を高める鍵となる。本発表では、それぞれのコンポーネントの詳細及び現在の開発状況について紹介し、本装置完成後の利用者の拡大を目指す。

口頭

Development of a data reduction software for iBIX

大原 高志; 日下 勝弘*; 細谷 孝明; 栗原 和男; 友寄 克亮*; 新村 信雄*; 田中 伊知朗*; 鈴木 次郎*; 中谷 健; 大友 季哉*; et al.

no journal, , 

単結晶回折計にとって、生データから各ブラッグ反射の強度情報を抽出し、HKLFリストを出力するためのデータ処理ソフトウェアは必要不可欠である。われわれは、J-PARCに建設中の生体分子用単結晶中性子回折計iBIXで用いるためのデータ処理ソフトウェアの開発を行っている。このソフトウェアは生データ処理機能と生データ可視化機能から構成されており、単結晶回折データを処理するための基本機能に加えて格子定数の大きなタンパク質結晶を取り扱うための機能として「実空間インデックス機能」や「重なったブラッグピークの判別機能」等を備えている。

口頭

Development of a data processing software for a TOF single crystal neutron diffractometer at J-PARC

大原 高志; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 栗原 和男; 友寄 克亮*; 新村 信雄*; 田中 伊知朗*; 鈴木 次郎*; 中谷 健; 大友 季哉*; et al.

no journal, , 

単結晶回折計にとって、生データから各ブラッグ反射の強度情報を抽出し、HKLFリストを出力するためのデータ処理ソフトウェアは必要不可欠である。われわれは、J-PARCに建設中の生体分子用単結晶中性子回折計iBIXで用いるためのデータ処理ソフトウェアの開発を行った。このソフトウェアは生データ処理機能と生データ可視化機能から構成されており、単結晶回折データを処理するための基本機能に加えて格子定数の大きなタンパク質結晶試料を取り扱うための機能として「実空間インデックス機能」や「重なったブラッグピークの判別機能」等を備えている。

口頭

iBIX用データ処理ソフトウェアの開発

大原 高志; 栗原 和男; 中谷 健; 鈴木 次郎*; 大友 季哉*; 細谷 孝明*; 日下 勝弘*; 田中 伊知朗*; 新村 信雄*; 関 暁之; et al.

no journal, , 

単結晶回折計にとって、生データから各ブラッグ反射の強度情報を抽出し、HKLFリストを出力するためのデータ処理ソフトウェアは必要不可欠である。われわれは、J-PARC$$cdot$$MLFに建設中の生体分子用単結晶中性子回折計iBIXで用いるためのデータ処理ソフトウェア群の開発を行った。このソフトウェア群は検出器DAQから出力されるイベント型の生データをヒストグラムデータに変換するソフトウェア,得られたヒストグラムデータを処理してデータ中に含まれるブラッグ反射のHKLFリストを出力するソフトウェア,ヒストグラムデータをブラッグ反射の理論位置と重ねて可視化するソフトウェアから構成されている。

口頭

茨城県生命物質構造解析装置(iBIX)の概要について

大原 高志

no journal, , 

MLFにて開発が進められている新しいTOF単結晶中性子回折計"iBIX"では、MLF1.0MW運転時で従来のBIX-3及びBIX-4に比べて50倍の測定効率が見込まれることから、中性子を用いた構造生物学,結晶化学の研究が新時代を迎えると期待される。本発表では、iBIXのこれまでの開発状況及びコミッショニングの状況を紹介し、今後の中性子結晶学のあり方について検討を行う。

口頭

Current status of the data-processing software for iBIX, a TOF single crystal neutron diffractometer at J-PARC

大原 高志; 日下 勝弘*; 細谷 孝明*; 栗原 和男; 新村 信雄*; 田中 伊知朗*; 鈴木 次郎*; 中谷 健; 大友 季哉*; 関 暁之; et al.

no journal, , 

単結晶回折計にとって、生データから各ブラッグ反射の強度データを抽出し、HKLFリストを出力するためのデータ処理ソフトウェアは必要不可欠である。われわれはJ-PARCのMLFに建設中の生体分子用TOF単結晶中性子回折計iBIXで用いるためのデータ処理ソフトウェア群の開発を行った。このソフトウェア群は検出器DAQから出力されるイベント型の生データをヒストグラムデータに変換するソフトウェア,得られたヒストグラムデータを処理してデータ中に含まれるブラッグ反射のHKLFリストを出力するソフトウェア,ヒストグラムデータをブラッグ反射の理論位置と重ねて可視化するソフトウェアから構成されている。

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