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Effect of space environment on the induction of DNA-repair related proteins and recovery from radiation damage

Kobayashi, Yasuhiko; Watanabe, Hiroshi; Kikuchi, Masahiro; Narumi, Issei

no journal, , 

1994年7月にスペースシャトル・コロンビアを用いて実施された第2次国際微小重力実験室(IML-2)において、放射線抵抗性細菌Deinococcus radioduransの放射線障害からの回復が地上よりも宇宙環境で促進されることを見出した。そこで1996年9月にシャトル/ミール・ミッション4号機を用いて実施された宇宙放射線計測プロジェクトにおいて、本細菌のDNA修復系蛋白質の誘導に及ぼす宇宙環境の影響を調べたところ、宇宙環境下では、本細菌において我々が新たに発見したDNA修復系遺伝子pprAにコードされる蛋白質が地上よりも多量に誘導合成されることを見出した。また、宇宙環境が本細菌の放射線障害からの回復を促進することを確認すると共に、本細菌の放射線感受性変異株rec30では促進効果が現れないことが明らかになった。

Oral presentation

None

no journal, , 

None

Oral presentation

Development of LLRF control system for J-PARC RCS

Tamura, Fumihiko; Schnase, A.; Yamamoto, Masanobu; Nomura, Masahiro; Yoshii, Masahito*; Omori, Chihiro*; Takagi, Akira*; Hara, Keigo*; Anami, Shozo*; Ezura, Eiji*

no journal, , 

The J-PARC Rapid cycling synchrotron(RCS) requires a verystable and precise low level RF(LLRF) control system to handle theultra-high proton beam currents. The MA-loaded low-Q cavities for theRCS are driven by the superposition of the dual-harmonic RF signal forboth the acceleration and the longitudinal bunch shaping. We employ afull-digital system based on direct digital synthesis(DDS). Themulti-harmonic RF signals generated by the DDS are easily synchronizedwithout PLLs. We describe the design and the structure of the LLRFblocks. The common feedback loops are used for the stabilizing thebeam orbit and phase as well as the RF voltages of the cavity. Theheavy beam loading effect is compensated by using the beam feedforwardmethod. We also present the test results of the recently manufacturedmodules.

Oral presentation

Effect of stress history on creep behavior of rock

Hashiba, Kimihiro; Matsui, Hiroya; Sato, Toshinori; Seno, Yasuhiro

no journal, , 

In this study, multi-stage creep tests were conducted with tuff and siliceous rock. The creep stresses of each stage and the duration of the first stage were variable, and the effect of the stress history on creep behavior was examined. It was found that the primary creep strain rate might be decreased by the stress history. In particular, the effect of the stress history was notable after the first stage with the large creep stress and the long duration. It was also found that the effect of the stress history of siliceous rock was larger than that of tuff.

Oral presentation

Radiation processing of polymer

Tamada, Masao

no journal, , 

In the radiation processing of polymer, graft polymerization and crosslinking induced by high energy radiation can lead the modification of polymer materials. Metal adsorbent synthesized by graft polymerization was applied to the removal of cadmium from scallop processing and the recovery of uranium from seawater. Crosslinking was available to improve the thermal properties of biodegradable polymer such as poly-lactic acid.

Oral presentation

Application of positron imaging method for plant breeding

Matsuhashi, Shimpei

no journal, , 

植物ポジトロンイメージング法は、生きた植物内での栄養成分や環境汚染物の動態を動画像として視覚化できる、世界にも類を見ないユニークな研究手法である。この手法は、植物生理学,植物栄養学分野における基礎的な研究において強力なツールとなるが、植物産業分野においても活用できる可能性がある。ポジトロンイメージング画像データの定量的な解析技術を開発することにより、これまで長時間を必要としたり、判断が困難だった機能に着目したスクリーニングへの応用が可能であり、めざましい勢いで競争が繰り広げられている植物の育種産業において、短時間で正確な有用植物を選抜する全く新しい手法を提供できる。

Oral presentation

Study of cellular radiation response using heavy-ion microbeams

Kobayashi, Yasuhiko

no journal, , 

放射線によるエネルギー付与は、ほとんどの場合、荷電粒子によって与えられる。荷電粒子によるエネルギー付与はトラック構造を持ち、時間的・空間的に離散的で、粒子の電荷や運動エネルギー(速度)に依存する。従来のマクロな捉え方による吸収線量やLETといった量では、その不均一性の記述や生物効果の評価基準として不十分である。さらに、バイスタンダー効果のように、同一細胞集団内でヒット細胞から非ヒット細胞に放射線作用が伝達される現象が存在することは、放射線の生物作用をますます複雑なものにしている。マイクロビームはこういった不確実性をできる限り明確にして、個々の細胞に対する真の放射線生物学的効果を追求できる可能性を持ったツールである。そこでわれわれは、重イオンマイクロビームを用いて個別の細胞を狙って正確な個数の重イオンを照射し、その影響を長時間追跡観察するシステムを開発した。低線量放射線被曝において混在する照射細胞と非照射細胞を明確に区別して個々の細胞の放射線応答を解析することにより、バイスタンダー効果や線質効果などの放射線の生物作用の分子機構を明らかにして行く。

Oral presentation

Effect of the thermomechanical treatment conditions onto characteristics of chromium-zirconium copper after the solution treatment

Hada, Kazuhiko; Nishi, Hiroshi; Hirose, Takanori; Mori, Kensuke; Aoki, Shoji*; Wada, Masahiko*; Yamamichi, Tetsuo*

no journal, , 

Chromium-zirconium copper as precipitation hardened copper alloy is examined as one of the structural materials used for the ITER in vacuum vessel components. The process that consists of a thermomechanical treatments series of the solution treatment with rapid cooling to obtain the supersaturated solid solution and the aging treatment etc., is adopted in order to obtain the demanded high strength in manufacturing of this alloy material. However, as this alloy is precipitation hardened copper alloy, it is concerned that the great change in the strength characteristic is caused by the thermomechanical treatments conditions, especially the difference of the quenching cooling rate after the solution treatment in manufacturing. In this research, the influence of the quenching cooling rate condition after the solution treatment and the other conditions on this copper alloy was investigated by measuring the tensile test properties of the specimens that are prepared by treatments with some quenching cooling rate conditions after the solution treatment and aging treatment. One of the typical results from this study is that, for the quenching cooling rate after the solution treatment, it was understood that the cooling rate change from 1 to 10$$^{circ}$$C/s causes the great growth in the tensile strength. Therefore, when this alloy component is manufactured by heat history process like HIP process and needed to be treated solution treatment to be use for the structural component, it is important to guarantee the strength of the product by checking the quenching cooling rate after the solution treatment.

Oral presentation

Study on redox equilibrium of U$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$ in molten NaCl-2CsCl

Nagai, Takayuki; Uehara, Akihiro*; Shirai, Osamu*; Yamana, Hajimu*

no journal, , 

現在、溶媒にNaCl-2CsCl溶融塩を用いた使用済核燃料の酸化物電解法プロセスの研究が進められている。このプロセスでは、NaCl-2CsCl中のUO$$_{2}$$$$^{2+}$$等をUO$$_{2}$$等の酸化物形態で陰極に電解析出させ回収する。しかし、電極に炭素系材料を用いるため、UO$$_{2}$$$$^{2+}$$がCと反応してU$$^{4+}$$を生成する可能性がある。そこで、本研究ではNaCl-2CsCl中のU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡反応を調べ、U$$^{4+}$$共存条件でもUO$$_{2}$$電解析出に影響しないことを確認した。なお、当該環境でMo等の電極を用いた電気化学測定を行った場合、電極材料の腐食溶出が想定されることから、電解分光測定によりU$$^{4+}$$/U$$^{3+}$$酸化還元平衡電位を求め、W電極を用いたCV測定による結果と比較した。

Oral presentation

Analyses of DNA complex and crystallization of the DNA repair promoting protein PprA derived from Deinococcus Radiodurance

Adachi, Motoyasu; Tamada, Taro; Sato, Katsuya*; Narumi, Issei; Kuroki, Ryota

no journal, , 

The resistance of Deinococcus radiodurans to $$gamma$$-ray is 1000 times higher than that of human cells. PprA is the novel protein which promotes repairing DNA, and play a key role in the ability to resist to the radiation. The characterization of PprA have showed: (1) that the expression of PprA is controlled under another novel protein of PprI (2) that PprA promotes ligase reaction: (3) that pprA exhibits the ability to bind on DNA. In this study, our objective is the crystal structure analysis of PprA to reveal its structure-function relationships and for application as genetic and clinical tools. Here, we constructed the E. coli expression and purification system of PprA. Using the purified PprA, some small crystals in size were obtained after screening of conditions for crystalization. Beased on the analyses of DNA-PprA interaction, we showed that 280 molecules of PprA at least can bind on a DNA molecule of pUC19 plasmid (2686bp). In addition, we indicated that several DNA-PprA complexes may form higher complex, when DNA includes terminal end or nick (the cleaved part on a DNA strand). These results are important knowledge in molecular assembly and function of PprA.

Oral presentation

Positronium formation in SiO$$_{2}$$

Komuro, Yo; Hirade, Tetsuya; Suzuki, Ryoichi*; Odaira, Toshiyuki*; Muramatsu, Makoto*

no journal, , 

The annihilation $$gamma$$ rays from the para-pojitoronium (p-Ps) state gives narrower Doppler broadening. The broader Doppler broadening was observed at very young age region that is mainly from the annihilation process of p-Ps. It was explained by the delayed Ps slowing down and the delayed Ps formation. We have successfully obtained the experimental evidence of the delayed Ps formation.

Oral presentation

Temporal variation in performance of iodine-129 collecting media for a long-term and large-volume sampling

Miyauchi, Toru; Koarashi, Jun; Mikami, Satoshi; Kozawa, Tomoyasu*; Yokota, Tomokazu*; Isaka, Keisuke*; Akiyama, Kiyomitsu

no journal, , 

現在、東海再処理施設では排気中放射性ヨウ素のモニタリングを活性炭フィルタ(CP-20)及び活性炭カートリッジ(CHC-50)のヨウ素捕集材を用いて実施している。これまで、CP-20, CHC-50のヨウ素捕集材を用いることにより、流量40Lmin$$^{-1}$$以上で1週間にわたるサンプリングに対して90%以上の捕集効率が得られることを確認してきている。しかし、CHC-50の捕集能力の継続性に関するデータはなく、捕集能力及びCHC-50内カートリッジ内に捕集されたヨウ素の挙動がわかっていない。そこで、大流量・長期間サンプリングに対するヨウ素捕集材の適用限界を把握することを目的とし、多段に設置したヨウ素捕集材に捕集される$$^{129}$$I放射能の時間変化を調査した。今回の試験条件ではサンプリング空気量が約700m$$^{3}$$までは90%以上の捕集効率を担保できることがわかった。今後も各種条件において実験を継続していき、本実験データの検証及び現在のモニタリング手法の妥当性の確認を行っていく予定である。

Oral presentation

Direct observation of superoxide radicals produced in water by 70MeV/u Kr ion irradiations

Taguchi, Mitsumasa; Baldacchino, G.*; Pin, S.*; Vigneron, G.*; Hichel, B.*; Kojima, Takuji

no journal, , 

フランスGANIL施設において、酸素飽和した100mMのギ酸ナトリウム水溶液に70MeV/u Krイオン照射を行い、過渡吸収測定を行った。この結果、吸収スペクトルからスーパーオキシドの生成が確認された。また、水溶液中の溶存酸素の有無による生成量の違いから、重イオンによって直接生成する、あるいは水和電子や水素原子, OHラジカルを介して生成するスーパーオキシドのG値をそれぞれ0.53, 0.23と見積もった。

Oral presentation

Airborne radioiodine monitoring technique without interference of Krypton-85 in nuclear fuel reprocessing operation

Mikami, Satoshi; Miyauchi, Toru; Koarashi, Jun; Kozawa, Tomoyasu*; Yokota, Tomokazu*; Isaka, Keisuke*; Akiyama, Kiyomitsu

no journal, , 

東海再処理施設では排気筒から排出される放射性ヨウ素の放出状況を連続監視しているが、使用済燃料のせん断・溶解処理運転時には、同時に放出される放射性希ガス(Kr-85)の影響で放射性ヨウ素の連続監視が一時的に困難となる。処理運転に伴うKr-85の影響を最小限に抑え、放射性ヨウ素の放出量を継続的にモニタリングできる装置を開発した。本装置を実際の処理運転時に適用し基本的性能の有効性を確認した。

Oral presentation

Development of soft X-ray flat field laminar-type holographic gratings

Koike, Masato; Sano, Kazuo*; Sasai, Hiroyuki*

no journal, , 

The flat field spectrographs are coming into the limelight once again taking the advantages of the rapid progress of the solid state imaging devices, and the needs of the ultra-high speed simultaneous measurements reaching to femto- or atto- seconds. A typical soft X-ray spectrograph employs a mechanically ruled varied-line-spacing spherical grating. We have also developed a holographic grating for this spectrograph,and spectrographs of this type are used in a variety of research areas. However it utilizes a pseudo-flat image plane near the point of inflection of the focal curve called lemniscates. Therefore the obtainable resolving power is limited and it is difficult to reach to several thousands. Also it is still a challenging subject to extend to the multi-keV region due to the degradation of the diffraction efficiency. We describe the recent progress of the soft X-ray flat field holographic grating spectrographs, a design study of a high resolution spectrograph using a varied-line-spacing plane grating, and the possible options to extend them to the multi-keV region.

Oral presentation

Structure and phase transition of Sn/Ge(111) surface studied by reflection high-energy positron diffraction

Fukaya, Yuki; Kawasuso, Atsuo; Ichimiya, Ayahiko

no journal, , 

Ge(111)-c2$$times$$8表面上にSn原子を$$frac{1}{3}$$原子層蒸着させると、低温において3$$times$$3構造を示す。Sn原子は$$T_{4}$$サイトに吸着することが知られているが、その垂直位置についてはまだよくわかっていない。また、この表面は、220K以上では$$sqrt{3}timessqrt{3}$$構造に相転移するが、その詳細も明らかでない。本研究では、反射高速陽電子回折を用いて、ロッキング曲線を測定し、動力学的回折理論に基づく強度解析から、3$$times$$3構造におけるSn原子の配置と220Kにおける相転移について調べた。110Kにおけるロッキング曲線を測定し、解析を行った結果、最表面は単位格子内の3つのSn原子のうち、1つが他の2つより高い1アップ2ダウンモデルから構成されていることがわかった。また、293Kにおけるロッキング曲線を測定したところ、110Kの曲線とほとんど同一であることがわかった。この結果から、表面原子の平衡位置が変化しない秩序・無秩序相転移であることがわかった。さらに、全反射領域におけるRHEPD強度を測定したところ、220K以下で強度異常が観測された。この変化は、表面フォノンのソフト化を考慮に入れることにより説明できる。

Oral presentation

Synthesis of proton-conducting membranes by radiation-induced grafting; Influence of base materials

Asano, Masaharu; Chen, J.; Yamaki, Tetsuya; Yoshida, Masaru

no journal, , 

To prepare proton-conducting membranes with an excellent mechanical characteristic, a mixture of styrene and divinylbenzene was grafted into various base materials such as CF2-derivatives (PTFE, PFA and FEP) and CF2/CH2-derivatives (ETFE and PVDF). It was found that the introduction of graft-chains into CF2/CH2-derivatives was easier compared with that of CF2-derivatives. These derivatives that introduced the graft-chains were then sulfoanted, in order to determine the tensile strength, as a resulting of higher tensile strength for sulfonated CF2/CH2-derivatives

Oral presentation

Dependence of the beam uniformity on the magnetic filter strength in a large Cs-seeded negative ion source for ITER

Seki, Takayoshi; Hanada, Masaya; Tobari, Hiroyuki; Inoue, Takashi; Takado, Naoyuki*; Mizuno, Takatoshi*; Hatayama, Akiyoshi*; Kashiwagi, Mieko; Taniguchi, Masaki; Watanabe, Kazuhiro; et al.

no journal, , 

セシウム添加型負イオン源において、負イオンビーム強度分布の非一様性の原因の一つと考えられるフィルタ強度とビーム強度分布との相関関係について調べた。その結果、フィルタ強度を下げることによって、ビーム強度を低減することなく、ビーム強度の長手方向分布の偏差を27%から13%まで低減できることがわかった。

Oral presentation

Investigation on the heavy fermion superconductors by the ac heat capacity measurement

Tateiwa, Naoyuki; Haga, Yoshinori; Matsuda, Tatsuma; Ueda, Taiki*; Thamizhavel, A.*; Nakashima, Miho*; Takeuchi, Tetsuya*; Settai, Rikio*; Onuki, Yoshichika; Knebel, G.*; et al.

no journal, , 

We have developed the system for the heat capacity measurement by the thermocouple in order to study the high pressure physical properties of the rare earth and actinide compounds. In this talk, we would like to show our system and discuss our recent results on the heavy fermion superconductors CePt$$_3$$Si and UIr. It is noted that the superconductivity of UIr was found by our group. There is no inversion center in crystal structures of both compounds. The superconductivity of both compounds might be the novel type. In the case of CePt$$_3$$Si, the antiferromagnetic phase is strongly suppressed by the applied pressure and disappears above 0.6 GPa, while the superconducting phase exists in the wide pressure region up to 1.5 GPa. It is found that the overall feature of the pressure phase diagram is different from those of other heavy fermion superconductors. In the case of UIr, it is suggested by the resistivity measurement under pressures that there exists multiple ferromagnetic phases in the high pressure region. We investigated the pressure phase diagram of UIr from the thermodynamic point of view. We discuss the relation between the superconductivity and magnetism in UIr.

Oral presentation

The Large-scale numerical analysis of nuclear power plant in distributed computational environments

Minami, Takahiro; Matsubara, Hitoshi; Yamagishi, Nobuhiro; Hasegawa, Yukihiro; Aoyagi, Tetsuo; Nakajima, Norihiro; Tani, Masayuki

no journal, , 

平成17年度、高度計算機技術開発室でチームを組み、"SC '05 HPC Analytics Challenge"に参加し、"honorable mention"を受賞した。当該研究では、原子力プラントのフルスケール数値シミュレーションの実現に向けた第一ステップとして、原子炉及び冷却系装置を含む複雑な系を、組み立て構造解析という新たな手法を取り入れることにより、シミュレーションすることに成功した。国際会議SC '05においては、この研究成果をパネル及びリーフレットを使い、特にグリッド利用の観点からデモンストレーションする。

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