ISSN 2189-7107

KURRI-EKR-21

平成 29 年度
「量子ビームと核科学の革新的複合利用による先
端的物質科学・分析研究拠点の構築」

Proceedings of the Project Meeting on “Construction of the basis
for the advanced materials science and analytical study by theinnovative use of quantum beam and nuclear sciences”

平成 29 年 12 月 15 日 開催
(December 15, 2017)

編集： 瀬戸 誠
Edited by : Makoto SETO

京 都 大 学 原 子 炉 実 験 所
Research Reactor Institute, Kyoto University

要旨
平成 28 年度から京都大学原子炉実験所において、プロジェクト「量子ビームと核科学の革新的複合利用による先端的物質科学・分析研究拠点の構築」が実施されている。このプロジ
ェクトにおいては、京都大学原子炉実験所が保有する研究用原子炉、ホットラボ、電子線型加速器など大型設備群により、ユーザのニーズに合わせた多様な量子ビームの柔軟な提供、並びに、有効かつ有機的な量子ビームと核科学の革新的複合利用方法の開発による先進的な物質科学・分析研究の拠点を形成することを目的としている。本会議は、このプロジェクト
参加者による現在までの実施事項や今後の方向性についての発表および議論を行う事で、プロジェクトの在りかたと今後の更なる発展を目指したものである。

瀬戸誠2017 年 12 月i

ABSTRACTThe project "Construction of the basis for the advanced materials science and analytical study by theinnovative use of quantum beam and nuclear sciences" at Research Reactor Institute, Kyoto University
has been implemented since FY2008. One of the purposes of this project is to realize the flexible useof various quantum beams using large equipment such as Kyoto University research reactor (KUR),
hot laboratories, an electron beam accelerator, etc. according to the user's request. Moreover, it isaimed to construct firm bases for advanced materials science and analysis research by developing
innovative methods of the combined use of the quantum beams and nuclear science. This meeting washeld to develop the project further by presenting and discussing the current status and future direction.

December 2017
Makoto SETO

ii

－プログラム－
日時：2017 年 12 月 15 日（金）場所：京都大学原子炉実験所 事務棟大会議室

10:00 - 10:15「全体説明、多元素メスバウアー分光法による物質・生命科学研究の展開（研究計画・構想）」
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 1
瀬戸 誠（京大原子炉 核放射物理学研究分野）

10:15 - 10:30「原子炉・加速器照射によるメスバウアー分光研究の現状」
・・・・・・・・・ 6
北尾真司（京大原子炉 核放射物理学研究分野）

10:30 - 11:00「京大炉における中性子イメージングのプロジェクトの概要と J-PARC を用いたイメージング研究」 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 14
齊藤泰司（京大原子炉 極限熱輸送工学研究分野）

11:00 -11:15

休憩

11:15 - 11:20「材料照射とその評価技術の高度化（研究計画・構想）」 ・・・・・・・・・・ 34
木野村 淳 ＜代理：薮内 敦＞（京大原子炉 照射材料工学研究分野）

11:20 - 11:30「KUR 低速陽電子ビームラインの陽電子強度向上のための改良」
・・・・・・・ 37
薮内 敦、木野村 淳（京大原子炉 照射材料工学研究分野）

11:30 - 11:50「材料照射ターゲットの高精度化と照射研究への寄与」
・・・・・・・・・・・ 42
木野村 淳、〇薮内 敦（京大原子炉 照射材料工学研究分野）、外山 健（東北大）、
鬼塚貴志（福井大）

11:50 - 13:00

休憩

13:00 - 13:15「KUR における量子ビームを用いたナノ構造研究（グループの全体説明）」・・ 49
杉山正明（京大原子炉 粒子線物性学研究分野）

13:15 - 13:30「京大炉における蛋白質の重水素化の取り組み及び最近の研究成果」
・・・・・ 53
井上倫太郎（京大原子炉 粒子線物性学研究分野）

13:30 - 13:45「量子ビーム小角散乱法を用いた食品タンパク質凝集体のナノ構造解析」
・・・ 62
佐藤信浩（京大原子炉 粒子線物性学研究分野）

13:45 - 14:00「超遠心分析を用いたタンパク質の溶液構造解析」
・・・・・・・・・・・・・ 68
守島 健（京大原子炉 粒子線物性学研究分野）

iii

14:00 - 14:40「同位体を利用した先進科学の創出」
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 75
１．原子炉や加速器を用いた核反応メカニズム
２．放射化分析法を用いた特色ある物質の微量元素分析
３．原子力事故による汚染メカニズムの解明
大槻 勤（京大原子炉 同位体製造管理工学研究分野）

14:40 - 14:55

休憩

14:55 - 15:15「電子線形加速器をツールとしたマルチ量子ビーム利用拠点の構築（全体報告）」・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 95
高橋俊晴（京大原子炉 研究炉安全管理工学研究分野）

15:15 - 15:35「電子ライナックによる高強度コヒーレントテラヘルツ光源の特性と先端科学への応用」
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 104
奥田修一（大阪府立大・名誉教授）

15:35 - 15:55「京大炉ライナックにおける中性子利用研究の現状」
堀 順一（京大原子炉 研究炉安全管理工学研究分野）

15:55 - 16:25「総合討論」

16:25 - 16:30「閉会の挨拶」

瀬戸

誠 （京大原子炉 核放射物理学研究分野）

iv

多元素メスバウアー分光法による物質・生命科学研究の展開（京大原子炉 核放射物理学研究分野） 瀬戸 誠
１． はじめに
核放射物理学分野では、研究用原子炉からの中性
子および加速器による荷電粒子の照射などを利用して生成した放射性同位体からのγ線や放射光 X 線による核励起・散乱現象の基礎的研究、ならびにこのような原子核現象を物質・生命現象の解明のために用いた先端な応用研究を行っている。さらに、このような現象を用いて、これまでの方法では困難であった測定を可能とする先端的な分光法開発も実施している。
原子核（放射性同位体）は、物質・生命現象の解明のためのプローブとして、電子系には存在しない
大きなポテンシャルを有している。例えば、57Fe 原子核の第一励起状態は 14.4 keV であるのに対し、その線幅は 4.7 neV と大変狭く、ΔE/E としては~10-13となっている。さらに、同位体は水素などの軽い一部の元素を除けば、元素としての物性に大きな違いはないものの、原子核としては大きく違っているた
め有効に利用することで大変ユニークなプローブとなり得る。しかしながら、放射性同位体の場合、その取扱いの問題などから、その有効性が充分に開拓されて利用されているとは言えないように思われる。
そこで、このような同位体（原子核）の可能性を探求し、それを用いた“物質・生命研究への懸け橋”となる新しい研究を行うことは、多くの分野での新たな発展・展開につながり意義のあることと考えられる。そのような原子核の物質・生命科学研究への展開において、本研究分野では無反跳核共鳴吸収分光法（メスバウアー）と核共鳴散乱分光法に関する研究を行なっている。
２．研究内容メスバウアー分光法は、原子核をプローブとしてそのプローブ原子核周辺の電子状態を、原子核と電子系との相互作用による“原子核のエネルギー準位への影響”として測定するものである。そのため、物質内の特定元素についての性質を明らかにすることができる非常に有効な測定法である。プローブとしては通常の場合、安定同位体を用いることから、元素の壊変などが生じたりイオンの打ち込みなどによる試料の損傷などがない。よって、測定対象に影響を与えることなく非常に多くの試料での測定が可能であり、57Fe 同位体を中心とした多くの研究がなされている。メスバウアー分光法では、安定同位体を含む測定試料に対して、外部の放射性同位体（RI）
線源からγ線を照射し、そのγ線の吸収エネルギー依存性を測定することによってメスバウアースペク

トルを得るが、長寿命な RI 線源が入手可能な 57Feなどの元素以外の場合には、原子炉や加速器などで短寿命 RI 線源を作製することによって、測定が可能となる。このような測定対象となるメスバウアー核
種を増やすことによって、現代の物質・生命科学研
究で必要とされる多くの元素での測定が可能となる。
核共鳴散乱法は、放射光Ｘ線などのエネルギー可変かつ高輝度な線源を用いて原子核の共鳴散乱を起させるもので、通常のγ線源では困難な meV オーダ
ーの元素を特定したフォノン測定が可能である核共鳴非弾性散乱などが測定可能となる。鉄を含む酵素などに対して、この方法を用いた分子振動測定とDFT モデル計算とを組み合わせることで、その活性中心の構造解明に関する研究が精力的に実施されている。また、原子核の励起準位の線幅が大変狭いことを利用した neV オーダーの準弾性散乱測定についても大きな進展をみせている。
本プロジェクト研究では、このようなメスバウア
ー分光法の高度な応用研究と新しい方法論の構築を多様な研究分野において確立することを目指しており、以下のような研究テーマを実行中である。
＜多元素メスバウアー分光法の開発＞
原子炉からの中性子照射および加速器による荷電粒子照射による短寿命 RI 線源の生成とこれを利用した多元素メスバウアー分光測定の実現。
＜原子層オーダーメスバウアー分光の開発＞
原子層オーダーの多層膜を作製可能な MBE 装置の導入を目指し、新たな研究分野創成を目指す。
＜強磁場メスバウアー分光法の展開＞
多元素測定と強磁場測定を融合させることで世界的にも類をみない研究センターとしての展開を目指す。

３．まとめ
このように、本研究分野では、先進的なメスバウ
アー分光法開発を実施し、現代の物質・生命科学研
究で求められる局所性や原子分解能での測定実現を目指している。また、近年導入した強磁場下メスバ
ウアー分光装置は、磁性等の研究において非常に強力なツールである。これらの様々な分野での有効活用を図るためにはプロジェクトとして研究を立ち上げた。今後は、これらの研究を本格的に実施し、さらなる展開を目指すものである。

Evolution of materials and life sciences study by using multi-element Mössbauer Spectroscopy.
Makoto Seto
seto@rri.kyoto-u.ac.jp1ྖࢢϑʖϞͳ֫Ռָ͹ַ৿ద෵߻ཤ༽ͶΓΖ઎୼ద෼࣯Ռָʀ෾ੵ‫఼ڎڂݜ‬͹ߑ஛ ೧݆ೖྖࢢϑʖϞϕϫζΥέφճ٠ˑࣆແ౫୉ճ٠࣪

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44.5 161Tb
48.9

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155Tb
161Tb
86.5
57.2
160Tb
159Dy
86.8
58.0
161Tb
155Tb
74.6
105.3

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160Tb
197

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5

原子炉・加速器照射によるメスバウアー分光研究の現状（京大原子炉 核放射物理学研究分野） 北尾真司
１． はじめに物質のさまざまな性質を理解するためには、ある
一つの元素に着目して現象の本質を見出すことが極めて有効であり、ある特定の元素だけについて電子状態や振動状態の情報を抽出することができるメス
バウアー分光は非常に強力な分光法である。しかしながら、一般的なメスバウアー分光法では、放射性同位元素の入手や管理の制限から、比較的取扱が容易な密封線源により実施可能な 57Fe または 119Sn に限られており、それ以外の核種はほとんど行われていないのが現状である。一方、本実験所では研究炉による中性子照射やライナックの利用により短寿命線源を生成して、多様な非密封の放射性同位元素の取り扱いができる環境が整っているという世界的にも極めて限られた設備を有する。本研究室では本実験所の特性を最大限に生かし、多種の元素のメスバウ
アー分光法を開発して、これらを多様な分野に応用し、新たな研究を拡大することを目指した研究を進めている。

本年の研究において、161Dy や 166Er などいくつかの核種について線源生成を試み、メスバウアー分光実
験の実施に成功している。これらの多様な核種のメ
スバウアー線源生成手法を拡大し、実用化すること
により、多種の元素のメスバウアー分光法が可能になり、多様な分野における高度な応用研究を積極的に展開することが期待できる。
メスバウ
アー核種

エネル 半減期 線源
線源の
ギー
(ns)
半減期
(keV)
57
57
Fe
14.4
98.3
Co
271.8d
119
119m
Sn
23.9
18.0
Sn
293.1d
151
151
Eu
21.5
9.6
Sm
90y
表 1. 実施中の密封線源によるメスバウアー核種
メスバウ
アー核種
125

２．本実験所で実施しているメスバウアー分光核種
本実験所ではこれまでより、密封線源によるメス
バウアー分光（表１）の研究を積極的に行っている。
密封線源では研究炉の運転にかかわらず、実験を実施することが可能であり、これまで数多くの成果が得られてきた。近年は稀有な装置である強磁場メス
バウアー分光装置とも組み合わせることにより、貴重な実験成果が得られてきている。それに加え、以前より原子炉による照射による(n,γ)反応で生成する短寿命核種を利用したメスバウアー分光(表２)についても、積極的に実施してきた。
３．本実験所で実施をめざすメスバウアー分光核種
本年、研究炉は再稼動を果たし、研究炉を利用した線源生成が可能になったことから、研究炉を利用したメスバウアー分光実験が可能となっている。研
究炉を活用する研究は非常に有用であり、新たな核種のメスバウアー分光実験を実用化することを目指した研究を積極的に進めている（表 3 のうち、（n,γ）生成核種）。一方、本実験所ではライナックを利用し、電子線を Pt ターゲットに照射して高エネルギ
ーのガンマ線を発生させ、（γ,n）または（γ,p）の光核反応により核種生成を行うことも可能である（表 3 のうち、（γ,n）または（γ,p）生成核種）。
種々の事情により研究炉の運転が停止し、研究炉を利用したメスバウアー分光が実施できない状況や、
将来的な原子炉の運転停止が見込まれることから、加速器を利用した核種生成は非常に重要である。

Te
I

エネル
ギ ー
(keV)
35.5
27.8

半減期
(ns)

線源

線源の
半減期

1.48
16.8

125m

線源

線 源
の 半
減期

線源の
生成反
応

61

Co
Cu
127
Te
127m
Te
157
Eu
161
Tb

1.65h
61.8h
9.35h
109d
15.2h
6.88d

(γ,p)
(γ,p)
(n,γ)
(n,γ)
(γ,p)
(n,γ)*
(γ,p)
(n,γ)
(γ,p)
(n,γ)
(γ,n)
(n,γ)
(γ,p)
(n,γ)

Te
57.4d
Te
69.6m
129m
Te
33.6d
197
197
Au
77.4
1.91
Pt
19.9h
表 2. 実施中の原子炉照射によるメスバウアー核種
129

129

メ ス
バ ウ
ア ー
核種
61
Ni
67
Zn
127
I

エ ネ
ル ギ
ー
(keV)
67.4
93.3
57.6

半減
期

157

63.9
25.7

460
29.1

166

80.6

1.82

166

26.8h

169

8.41

4.08

169

9.4d

170

84.3

1.61

170

129d

193

73.0

6.09

193

30.1h

Gd
Dy

161

Er
Tm
Yb
Ir

(ns)
5.34
9160
1.95

67

Ho
Er
Tm
Os

表 3. 原子炉照射およびライナック利用により実施を目指している主なメスバウアー核種(*)161Tb は 161Gd のβ崩壊により生成

Present Status in Mössbauer Spectroscopy Using Irradiation by Reactor and Accelerator
Shinji Kitao
kitao@rri.kyoto-u.ac.jp6ཎᏊ⅔䞉ຍ㏿ჾ↷ᑕ䛻䜘䜛䝯䝇䝞䜴䜰䞊ศග◊✲䛾⌧≧⢏Ꮚ⥺ᇶ♏≀ᛶ ໭ᑿ┿ྖඹྠ◊✲⪅| ி኱ཎᏊ⅔ᐇ㦂ᡤ℩ᡞㄔ䚸ᑠᯘᗣᾈ䚸㰻⸨┿ჾྡቑ⏣ு䚸㯮ⴱ┿⾜❑⏣༟ぢ| ி኱኱Ꮫ㝔⌮Ꮫ◊✲⛉▼ᶫᏹᇶ䚸⣽ᕝಟ୍7䝯䝇䝞䜴䜰䞊ศගᨺᑕᛶྠ఩య(RI)
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Mossbauer Effect Data Centerᐦᑒ⥺※䠄ධᡭྍ⬟䠅
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http://www.mossbauer.info
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11

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12

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13

京大炉における中性子イメージングの概要と J-PARC を用いたイメージング研究（京大原子炉

極限熱輸送研究分野） 齊藤泰司、伊藤大介

１．はじめに：中性子イメージングは、X 線イメージングと相補的な特徴をもつ有力な非破壊検査法の一つである。
従来から用いられてきた透過型イメージングは様々な応用に比較的容易に用いることができるため、農学、理工学など他の研究分野の研究者が利用しやす
いのが最大の特徴である。一方、パルス中性子源を用いたエネルギー依存型イメージングは、透過像以外に TOF の手法を用い、ブラッグエッジや偏極中性子など、近年様々イメージング法が開発されている。
したがって、定常中性子源（KUR）とパルス中性子源（J-PARC）を用いたイメージングを両輪として中性子イメージングの高度化と利用法の拡大を行う必要がある。
KUR にはイメージング施設として炉室内の E2 ポートおよび B4 中性子導管室の二つの施設がある。それぞれ、E2 は中性子束が小さいものの、ビームサイ
ズが大きく（φ150 ㎜程度）、比較的大型の試料の静止画撮像や CT 撮像に利用することができる。一方、
B4 ポートは、炉室外の中性子導管室で実験を実施するため、実験における制約が比較的ゆるやかであり、様々な応用研究が実施されている。ただし、B4 ポー
トでは中性子束は比較的大きいものの、ビームサイ
ズは小さい（10×75 ㎜程度）。
本プロジェクトでは、KUR を用いた応用研究を推進するとともに、さらに、従来から定常中性子を用いた計測対象である鉛ビスマスの相変化の様子をパルス中性子イメージングにより可視化計測を行うことを目的とした。
２．最近の成果：
1. KUR における撮像系と画像処理法の高度化
定常中性子を用いたイメージングの撮像系については、現時点では、蛍光コンバータと CCD などのカメラを組み合わせた撮像系が一般的である。蛍光コ
ンバータとしては、輝度と残光特性に優れた 6Li 系（一般的には、 6LiF:ZnS）のコンバータが用いられることが多いが、製造法や仕様により性能が大きく変わることが多い。KUR では従来、国産の蛍光コン
バータを用いていたが、本プロジェクトによって、
スイス PSI で製作した蛍光コンバータを入手し、量子効率と空間分解能の向上を行っている。さらに、冷却式 CCD カメラ以外に高速度カメラ組み合わせたシステムを構築しており、静止画のみならず、動画計測にも用いることができる。
動画計測においては、必然的に露光時間が短くなり、中性子の計測における統計誤差によりノイズが増える。このようなノイズは画像処理によって、ある程度は軽減することができるが、一般的なスムー
ジングフィルタなどを用いると、画像にボケを生じさせるため、エッジ情報を保存したまま、ノイズを軽減できる処理法が必要となる。本研究グループでは、非線形フィルターの一つである Bi-Lateral フィル
ターを空間的のみならず時間的にも適用することによって、動画処理に用いている[1]。この方法により、中性子束が若干小さい場合においても、露光時間を短くすることが可能となり、撮像速度の選定に自由度をもたせることが可能となった。

Fig.1 Imaging system at E2 port.

Fig.2 Experimental setup at B4 port.
2. KUR における応用研究の現状
KUR では Fig.1、2 に示す二つのビームポートを利用して、静止画（主に E2）と動画計測（主に B4）を実施しているが、特に B4 ポートでは、実験実施上の制約が少なく、①高温高圧、②大電流の使用、③火器、可燃物の使用などが安全性を確認した上で実施することが可能である。これまでに実施した共同利用研究は以下の通りである。
1) 中性子ﾗｼﾞｵｸﾞﾗﾌｨを用いた混相流ﾀﾞｲﾅﾐｯｸｽ計測に関する研究（京大炉）

京大炉における中性子イメージングの概要と J-PARC を用いたイメージング研究.
齊藤泰司、伊藤大介
ysaito@rri.kyoto-u.ac.jp, itod@rri.kyoto-u.ac.jp

142)中性子ﾗｼﾞｵｸﾞﾗﾌｨによる機器内流動の可視化計測（神戸大学）
3)中性子ﾗｼﾞｵｸﾞﾗﾌｨによるﾋｰﾄﾎﾟﾝﾌﾟ機器内熱物質輸送の可視化計測（神戸大学）
4）中性子ラジオグラフィを利用した超臨界水反応場の in-situ 観察（東北大学）
5)強制流動沸騰系内部のボイド率分布（関西大学）
6)中性子ラジオグラフィを用いた熱交換器への着霜の評価（関西大学）
7）中性子ラジオグラフィによる光学素子等の生産技術の解析（理研）
8)中性子ラジオグラフィの植物研究への応用（岩手大学）
9）中性子ｲﾒｰｼﾞﾝｸﾞを用いたセメント硬化体中の水分測定（茨城大学）
10）各種建築材料の温度作用下における非定常水分挙動に関する研究（東京理科大学）
11）ﾌﾗｯﾄﾋｰﾄﾊﾟｲﾌﾟ型ﾋｰﾄｽﾌﾟﾚｯﾀﾞ内部における冷媒分
布の測定（鹿児島大学）
12）工業製品の高度化に資するための金属間の有機物および水素含有物の可視化に関する研究（名古屋大学）13）微細ウイック内流動のＮＲＧによる可視化に関する研究（名古屋大学）
上記のうち、4）は、高温高圧条件における実験、5)は、試験部を直接通電加熱するために、大電力（20V、1200A）を使用した研究、10）の実験においては、
高強度コンクリートの火災時の爆裂現象を定量的に可視化計測するために、試験用コンクリートをバーナーにより加熱しているなど、いずれも一般の中性子イメージング設備では実施することができない。
また、6)の着霜の計測においては、Fig.3 に示すよ
うに可視光と中性子を用いて、霜密度の計測を行っている[2]。

DigitalcameraCCD
cameraTest section

Fig.3 Experimental setup for frost visualization.

さらに、今年度より名古屋大学との共同研究によって、超流動ヘリウムの流動計測を開始している。
超流動状態では、量子乱流が観測されるが、この乱流渦の可視化のために、トレーサーとして He*2 を生成させる方法がある。この He*2 は、従来の研究では高強度レーザーを用いて生成しているが[3]、本研究では、中性子照射により He*2 を生成し、さらに、生成際された He*2 に特定の波長のレーザーを当てる
ことで、トレーサー位置を特定する。Fig.4 は B4 における実験装置セットアップを表しており、デュワー容器の中で冷却されたヘリウムに中性子とレーザーを照射し、He*2 から発する蛍光の挙動を調べており、より最適な照射条件を調べている。

デュワー冷却器
熱中性子
ビーム

905nm

短パルスTi:Saレーザー
セットアップFig.4 Experimental setup for He.
3. パルス中性子源を用いた液体金属の相変化研究
鉛ビスマス共晶合金（LBE）は、低融点・高沸点を有し、化学的に安定であることから、加速器駆動システム（ADS）の核破砕ターゲット兼冷却材として有望視されている[4]。しかしながら、過冷却による LBE の凝固や酸化物などの析出は、流路閉塞シビ
アアクシデントを引き起こす可能性がある。また、
LBE は急冷凝固後に体積膨張を引き起こすことが報
告されており[5]、これによる容器や配管の破損が懸念される。そのため、ADS の安全性確保のためには
LBE の溶融・凝固特性を十分に理解する必要がある。
一般的に、固液間の相変化特性については非定常熱伝導方程式を解くことである程度予測可能であるが、固体 LBE においては凝固速度の違いにより結晶構造が変化することが報告されており[6]、正確な予測のためには結晶構造の違いによる物性値変化特性と相変化挙動の双方を理解することが重要となる。

京大炉における中性子イメージングの概要と J-PARC を用いたイメージング研究.
齊藤泰司、伊藤大介
ysaito@rri.kyoto-u.ac.jp, itod@rri.kyoto-u.ac.jp

15

1.0




0.9

Transmission [-]近年、金属材料の結晶構造の解析に対して、パルス中性子を利用した評価手法の開発が進められている。本手法は中性子の透過スペクトルに現れるブラッグエッジ情報を解析することで結晶構造組織の把握や相状態の判別が可能になる[4]。本研究では、LBEの固液相構造の把握に対してパルス中性子イメージ
ングを適用し、得られた透過スペクトルの 2 次元分布に現れるブラッグエッジ情報から鉛ビスマス結晶
構造の変化を明らかにすることを目的とした。
実験は J-PARC のエネルギー分析型中性子イメー
ジング装置 RADEN において行った。検出器には 2次元の TOF 情報の取得が可能な GEM 検出器を用いた。検出器の空間分解能は 0.8mm/pixel であり、128×128pixel の画像が得られる。サンプルおよび試
験部は Fig.5 に示すように GEM 検出器の正面に設置
した。

0.8

 







0.7


0.6





Slow coolingRapid cooling

0.5
0.4
3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

Wavelength [Å]Fig.6 Neutron transmission spectrum of solid LBE.

Bragg edge images
SLOW
RAPID

5.4Å
SLOW

RAPID

Fig.5 Experimental arrangement at RADEN.

5.8Å
溶融 LBE の冷却後の結晶組織構造を調べるため、異なる冷却速度で凝固させた LBE に対して測定を行った。アルミ容器内に LBE を封入した後、電気加熱炉において 200℃程度まで加熱溶融行った。
そして、一つは氷水の中に容器ごと挿入し、急速な冷却を行った。もう一つのサンプルは、加熱を停止した炉内に放置し、ゆっくりとした冷却を行った。
Fig.6 に本計測によって得られた LBE の中性子
透過スペクトル示す。本結果はサンプル領域の空間
平均スペクトルである。図より複数のブラッグエッ
ジを確認することができる。このエッジの変化によって結晶構造の評価が可能である。次に固体 LBE サ
ンプルのイメージング結果を Fig.7 に示す。特徴的なブラッグエッジ位置での透過率を画像化すると、冷却速度の違いによって、ブラッグエッジの出現形態が変化し、構造の違いとして可視化することができる。本結果では、徐冷サンプルにおいて比較的大きな結晶構造が表れていることがわかる。

Fig.7 Neutron radiographs and Bragg-edge images ofsolid samples solidified by different cooling process
さらに、
溶融 LBE の凝固過程を調べるため、SUS304
製矩形容器（80x80x10mm）に LBE を封入し、上側からヒーターによる加熱、下側からヒートシンクを用いた冷却を行った。それにより、上下方向の一次
元の凝固過程を模擬した。試験部および加熱部は断熱材で覆うことで熱損失を極力防いだ。室温条件か
ら上部壁面を 220℃まで加熱し、その後冷却が終わるまでの一連の過程のイベントデータを GEM 検出
器によって取得した。
Fig.8 は各点で得られた中性子透過スペクトルの5.4Å 付近に現れるブラッグエッジのジャンプ幅をグ
レースケールで表した画像である。(a)においては上半分が溶融状態、下半分が固体であり、画像からも固液相のコントラストの違いが見て取れる。これは液体 LBE ではブラッグエッジが現れないためである。

京大炉における中性子イメージングの概要と J-PARC を用いたイメージング研究.
齊藤泰司、伊藤大介
ysaito@rri.kyoto-u.ac.jp, itod@rri.kyoto-u.ac.jp

16一方で、(b)は(a)の状態から徐々に冷却を行い、すべてが凝固した後の結果であり、上部領域において上下方向に筋が確認できる。これは LBE の凝固方向に結晶方位が揃った樹状結晶の集合組織（デンドライ
ト）が形成されたためであると考えられる。このよ
うに中性子透過スペクトルとその分布特性を調べる
ことで LBE の結晶成長に関する知見を得ることができた。今後、より詳細な解析を進めることで、LBEの凝固過程や微細結晶構造の定量的な評価が可能になると考えられる。

参考文献[1] Saito Y. and Ito D., Physics Procedia, 69 (2015),
265-270.
[2] Matsumoto R., et al., Trans. Japan Society of Refrigerating and Air Conditioning Engineers, 31 (2014)
Issue 2, 207-217[3] Gao J. et al., Rev. Sci. Instrum. 86, 093904 (2015).
[4] Glasbrenner H. et al., J. Nucl. Mater., 343 (2005)
341-348.
[5] Takada O. et al., J. Nucl. Mater., 398 (2010) 129-131.
[6] Sato H. et al., Mater. Trans., 52-6 (2012) 1294-1302.

Fig. 8 Bragg edge images of LBE before and after thesolidification

京大炉における中性子イメージングの概要と J-PARC を用いたイメージング研究.
齊藤泰司、伊藤大介
ysaito@rri.kyoto-u.ac.jp, itod@rri.kyoto-u.ac.jp

17Research Reactor InstituteKyoto University

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18

Research Reactor InstituteKyoto University

E2 port : in reactor hall
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15 cm dia.

50

4,500

45

4,000

40

3,500

35

3,000

30

2,500

25

2,000

20

1,500

15

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1,000

10

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5

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30%-2
40%-1
40%-2

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9/7
9/8
9/9
9/10
9/11
9/12
9/13
9/14
9/15
9/16
9/17
9/18
9/19
9/20
9/21
9/22
9/23
9/24
9/25
9/26
9/27
9/28
9/29
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by RIKEN

date

Neutron radiography image and cross section of a bathtoy. K.Hirota et al.(Riken)

Continuous measurement of water in cement during hardening for more than
20 days. T.Numato et al.(Ibaraki U.)

Research Reactor InstituteKyoto University

B4ᐇ㦂Ꮝ
Inner Collimator

Heavy concrete
shieldGuide tube

Reactor
core

1

2

11

12

13

7.1m

Li, B-slit

H2O

Experimental room
Interlock shutter

H2O-shutter
Biological shield
Collimator

12.6m

Reactor room䞉⅔ᐊእ䞉୰ᛶᏊ᮰䠄䡚107n/cm2䡡s䠅䞉᧜ᙳᐊ䛾኱䛝䛥 12.6m㽢7.1m
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20

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Research Reactor InstituteKyoto University

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21

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Experimental

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Fp=10mm
Flow direction

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Digital Camera image

Frost accumulation[min.]

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12
23

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Research Reactor InstituteKyoto University

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14
24

Research Reactor InstituteKyoto University

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Lead(Pb) 44.5% + bismuth(Bi) 55.5%
 㧗䛔⇕ఏᑟ⋡ ప⼥Ⅼ (124Υ) 㧗ἛⅬ (1650 Υ) ໬ᏛⓗᏳᐃᛶ 㧗䛔୰ᛶᏊຠ⋡LBE phase diagram

β-phaseintermetallic compound of Pb and Bi(hexagonal close̺packed structure)γ-phase
0.4% Pb solid solution in Bi(rhombohedron structure)->lower density than β-phase㖄䝡䝇䝬䝇⤖ᬗᵓ㐀㰺⸨䚸ఀ⸨኱䚸బ⸨䠄໭኱䠅ᅛయ㖄䝡䝇䝬䝇䛾⇕≀ᛶ䛾ᢕᥱ䛻䛿䚸⤖ᬗᵓ㐀䛾ゎ᫂䛜୙ྍḞ䚹㧗⏣䜙(2010)䛿䝟䝹䝇୰ᛶᏊ㏱㐣ศගἲ䛻䜘䛳䛶㖄䝡䝇䝬䝇⤖ᬗᵓ㐀ኚ໬䜢ㄪ䜉䚸෭༷㏿ᗘ䛻䜘䜛ᚤᑠ⤌⧊䜈䛾ᙳ㡪䜢♧䛧䛯䚹

Slow cooling LBE⤫ィ⢭ᗘ䛜ప䛟䚸ᐃ㔞ⓗ䛺ホ౯䛜ᅔ㞴䛷䛒䛳䛯䚹J-PARC䛻䛚䛔䛶஧ḟඖ᳨ฟჾ䜢฼⏝䛧䛯䝟䝹䝇୰ᛶᏊ䜲䝯䞊䝆䞁䜾䜢⾜䛔䚸䜘䜚ヲ⣽䛺᝟ሗ䜢ᚓ䜛

Rapid cooling LBE(Takada, et al., 2010)26

Solid sample imaging
Rapid cooling sample
Slow cooling sample

Neutron beam

GEM detector

Preparation of solid samples
i. ⁐⼥㖄䝡䝇䝬䝇䜢䜰䝹䝭ᐜჾ䛻ᑒධ䛧䚸ᐊ ᮲௳䛷ᅛ໬䛥䛫䜛䚹
ii. 䝃䞁䝥䝹䜢෌ᗘຍ⇕䛧䚸㟁Ẽຍ⇕⅔
䛷160Υ⛬ᗘ䜎䛷ຍ⇕䞉⁐⼥iii. ␗䛺䜛෭༷᮲௳䛻䜘䛳䛶෭༷䞉จᅛDifferent cooling process- SLOW: ⅔ෆ෭༷(0.01K/sec)- MIDDLE: ᐊ 䛷䛾෭༷
- RAPID: ịỈ䛷䛾෭༷(100K/sec)

Size: Φ80mm x 10mm
Content: about 500g

GEM detector(nGEM, Bee Beans Technologies)
Spatial resolution: 0.8mm/pixel
128 x 128 pixels (100mm x 100mm)
TOF resolution: 10μs

Neutron radiographs
RUN 1

SLOW

MIDDLE

RAPID

RUN 2

RUN 3

 ྠ䛨䝃䞁䝥䝹䛻ᑐ䛧䛶䚸⁐⼥䞉จᅛ䞉ᐃ䜢⧞䜚㏉䛧䛶
䝕䞊䝍䜢ྲྀᚓ ඲䜶䝛䝹䜼䞊㡿ᇦ䛻䛚䛡䜛㏱㐣ീ ㏱㐣⋡䛾㐪䛔䛛䜙㖄䝡䝇䝬䝇䛾㡿ᇦ䛜ุูྍ⬟ SLOW 䛸 MIDDLE
䛻䛚䛔䛶䛿䚸ୖ㒊䛻✵㝽䛜ᙧᡂ䛥䜜䛶䛔䜛䚹 ኱䛝䛺㏱㐣⋡䛾㐪䛔䛿ぢ䜙䜜䛺䛔䚹

27

Wavelength-resolved images
SLOW

RAPID

Macroscopic structure୰ᛶᏊ㏱㐣䝇䝨䜽䝖䝹(䝃䞁䝥䝹㡿ᇦ䛾඲ᖹᆒ)
㻌
1.0

E 
E 

Transmission [-]

0.9
0.8

Bragg edge images
SLOW
RAPID

E  J 

J 

E 

E 

0.7

E 
0.6

J 

J 

0.4
3.0

5.4Å

Slow coolingRapid cooling

0.5

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

SLOW

RAPID

Wavelength [Å]• 䛔䛟䛴䛛䛾Ἴ㛗䛻䛚䛔䛶㖄䝡䝇䝬䝇䝤䝷䝑䜾䜶䝑䝆䛜ほ 䛥䜜䛯䚹• ᚎ෭䝃䞁䝥䝹䛷䛿䚸኱䛝䛔⤌⧊ᵓ㐀䛜ぢ䜙䜜䜛䛾䛻ᑐ䛧䛶䚸ᛴ෭䛷䛿ẚ
㍑ⓗᑠ䛥䛺⤌⧊䛜⌧䜜䛶䛔䜛䚹

5.8Å

䝤䝷䝑䜾䜶䝑䝆䛻䜘䛳䛶㖄䝡䝇䝬䝇䛾⤖ᬗᵓ㐀䛾ศᕸ≉ᛶ䛜ྍど໬䛷䛝䛯28

Effect of cooling speed

Slow cooling sample䠖ᚎ෭ヨᩱ䛿෌⤖ᬗ䜢⤒㐣䛧䛯䛯䜑䜶䝛䝹䜼䞊ⓗ䛻Ᏻᐃ䛺≧ែ䛻䛒䜛䛜䚸ᛴ෭ヨᩱ䛿ෆ㒊䛻䜶䝛䝹䜼䞊䛜⵳✚䛥䜜䛯≧ែ䛻䛒䜛䚹

Rapid cooling sample䠖ᛴ෭ヨᩱ䛿ᅛ໬ᚋ䜒䝇䝢䞊䝗䛿㐜䛔䛜෌⤖ᬗ䜢⥅⥆䛧䜔䛩䛔䠄⥅⥆䛧䛯䛔䠅≧ែ䛻䛒䜛䚹䛣䜜䛜䚸䛭䛾ᚋ䛾β┦→γ┦䛾ᯒฟ䠄෌⤖ᬗ䠅䜢ㄏ㉳䛧䚸LBE䛾⭾ᙇ䛻䠄䛴䜎䜚㓄⟶◚᩿䛻䠅䛴䛺䛜䜛ྍ⬟ᛶ䛜䛒䜛䚹ᛴ෭ヨᩱ䛜⭾ᙇ䛧䜔䛩䛔䛸䛔䛖ඛ⾜◊✲䛾ሗ࿌䛸䜒୍⮴䛩䜛䚹㖄䝡䝇䝬䝇จᅛ㐣⛬䛾ྍど໬㰺⸨䚸ఀ⸨኱䚸బ⸨䠄໭኱䠅㖄䝡䝇䝬䝇෭༷ADS䛻䛚䛡䜛䝅䝡䜰䜰䜽䝅䝕䞁䝖¾ ⭉㣗⏕ᡂ≀䜎䛯䛿ᛴ㏿จᅛ䛻䜘䜛⵨⵨ẼⓎ⏕ჾෆὶ㊰㛢ሰ䛾ྍ⬟ᛶProton accelerator
Steam generator

E.M. pump⭉㣗⏕ᡂ≀(PbO, Fe3O4)䛿
⵨ẼⓎ⏕ჾ䛻䛶⵳✚⵨ẼⓎ⏕ჾ䛻䛚䛡䜛ᛴ㏿䛺จᅛBeam window andSpallation target⅔ᚰ⁐⼥஦ᨾ

NeutronSubcritical fuel region¾ 㖄䝡䝇䝬䝇จᅛ䛻䜘䜛⵨ẼⓎ⏕ჾ◚᩿䞉ᵓ㐀≀ᦆയ䛾ྍ⬟ᛶ

(including long-lived nuclide)㧗㒊䛷䛾⭉㣗≀⏕ᡂ䚸ప

Transmutation
with fast neutron㒊䛷䛾ᯒฟ⅔ᚰᐜჾ䜔㓄⟶ෆᵓ㐀≀䛾ᦆയ䚸㓄⟶◚᩿䛻䜘䜛ᨺᑕᛶ≀㉁䛾ᨺฟ㐣㓞஦ᨾ䜢㜵䛠䛯䜑䚸㖄䝡䝇䝬䝇䠄䠇⭉㣗⏕ᡂ≀䠅䛾จᅛ㐣⛬䛻䛴䛔䛶᫂䜙䛛䛻䛩䜛ᚲせ䛜䛒䜛䚹29

Experimental setup (LBE solidification)
1ḟඖจᅛ㐣⛬䜢ᶍᨃ䛩䜛䛯䜑䛻䚸ୖ㒊䛻ຍ⇕㒊䚸ୗ㒊䛻෭༷㒊䜢᭷䛩䜛▴ᙧᐜჾ䜢⏝䛔䛯䚹
Test section

GEM detector

LBE sample volume: 80 x 80 x 10mm3
Front view

Side view
Cartridge heaters

Tup

Heating
section

Neutrons
T1
T2
80mm

LBE region

T3
T4

T5

80mm

¾ 㖄䝡䝇䝬䝇ᐜჾ䛿SUS304〇䚹
¾ ຍ⇕㒊ཬ䜃෭༷㒊䛿䜰䝹䝭〇䚹¾ ୖ㒊ቨ㠃 ᗘ䜢2䛴䛾䜹䞊䝖䝸䝑䝆䝠䞊䝍䞊(ྛ
200W)䛸 ᗘㄪ⠇ჾ䛷ไᚚ
¾ ヨ㦂㒊䛿᩿⇕ᮦ䛷䜹䝞䞊䛧䚸⇕ᦆኻ䜢㜵䛠䚹

Cooling
section

10mm

Fan
Heat sink

Tbtm

Experimental procedure㻌A) ୖ㒊䝠䞊䝍䞊䛻䜘䜛ヨ㦂㒊䛾ຍ⇕ (t=0-3300sec)

C)䝠䞊䝍䞊ฟຊ䜢೵Ṇ䛧䚸෭༷䝣䜯䞁䜢㉳ື
(t=6,900sec-)

A

B

C
T1
T4
Tupp

200

T2
T5
Tbtm

T3

Melting point (124.7㼻C)150

㻌

Temperature [deg. C]B) 220 㼻C䛷ୖ㒊ቨ㠃 ᗘ䜢ಖᣢ (t=3,300-6,900sec)

250

100

50

0

0

3600

7200

10800

14400

18000

21600

Time [sec]ᗘ ᐃ⤖ᯝ䜘䜚䚸
B㡿ᇦ䛻䛚䛔䛶䛿ୖୖഃ༙ศ䛿ᾮయ䚸ୗ㒊䛿ᅛయ䛷䛒䜛䚹30

Neutron transmission spectrum
Neutron transmission spectrum inupper and lower area in B-region

Transmission [a.u.]

0.7
0.6

Bragg-edge image in B-region

upper part

Sample region

0.5
0.4

Liquidphase

0.3lower part

0.2
3.5

4.0

upper area
lower area
4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

Solid
phase

Wavelength [Å]ྛ䝢䜽䝉䝹䛷䛾䝤䝷䝑䜽䜶䝑䝆䛾䝆䝱䞁䝥䠄λ=5.4Å (β(101)䠅䜢⟬ฟᅛᾮ┦ศᕸ䛸⏺㠃఩⨨䛾ྍど໬䛜ྍ⬟

Crystalline structure
All solidified condition

Melted in upper sideจᅛ㐣⛬䛻䛚䛔䛶䚸䝇䝖䝷䜲䝥≧䛾ᶍᵝ䛜ぢ䜙䜜䛯⤖ᬗ᪉఩䛾ᥞ䛳䛯ᶞ≧⤖ᬗ䛾㞟ྜ⤌⧊䛷䛒䜛䛂䝕䞁䝗䝷䜲䝖䛃
5.4 Å䛻⌧䜜䜛䝤䝷䝑䜾䜶䝑䝆䛿 β(101)䛾ᅇᢡ䜢♧䛩䚹䛣䛾㠃䛜୰ᛶᏊ㏱㐣᪉ྥ䛻㑅ᢥ㓄ྥ䛧䛶䛔䜛䛯䜑䚸⃰䛟ぢ䛘䜛䚹31

Dendrite formationୖഃ䛚䜘䜃ୗഃ㡿ᇦ䛻䛚䛡䜛จᅛᚋ䛾䝇䝨䜽䝖䝹䛾ẚ㍑¾ β(101)䛻ᆶ┤䛺β(002)䛜ୖഃ䛷䛿ᾘ䛘䛶䛔䜛䚹
¾ β(002)䛿୰ᛶᏊ㏱㐣᪉ྥ䛻ᑐ䛧䛶䜒ᆶ┤䛺᪉ྥ䜢ྥ䛔䛶䛔䜛䚹

0.7

E 

E 

0.6

β(002) 䛿䝕䞁䝗䝷䜲䝖䛾ᡂ㛗᪉ྥ䛷䛒䜛ୖྥ䛝䛷䛒䜛ྍ⬟ᛶ䛜㧗䛔

upper area
lower area
0.5
5.0

5.2

5.4

5.6

5.8

6.0

6.2

6.4

6.6

Wavelength [Å]㐣ཤ䛻䚸ྠᵝ䛾䝕䞁䝗䝷䜲䝖ᙧᡂ䛜㖄䝡䝇䝬䝇ᚎ෭䝃䞁䝥䝹䛷ほᐹ䛥䜜䛶䛔䜛䚹(㧗⏣, 2011)䝤䝷䝑䜾䜶䝑䝆䜲䝯䞊䝆䞁䜾䛻䜘䛳䛶⤖ᬗᵓ㐀䛾ヲ⣽䛺ᢕᥱ䛻䛴䛺䛜䜛ྍ⬟ᛶᾮయ㖄䝡䝇䝬䝇ᵓ㐀䛾ྍど໬㰺⸨䚸ఀ⸨኱䚸኱ሙ䠄JAEA䠅䚸ᑠ㔝ᑎ䝤䝷䝑䜾䜶䝑䝆䛸ྠᵝ䛻䚸⁐⁐⼥㻸㻮㻱䛾ᾮయᵓ㐀䛻䜘䜛ᩓ஘䛻䜘䛳䛶⏕䛨䜛㏱㐣⋡䛾ῶᑡ䜢ᐃ㔞ⓗ䛻ほ 䛧䚸඲ᩓ஘ἲ䜢⏝䛔䛶ゎᯒ䛩䜛ᡭἲ䜢㛤Ⓨ䛩䜛䚹඲ᩓ஘ἲ䛛䜙ᚓ䜙䜜䜛ཎᏊ㛫㊥㞳䜔㓄఩ᩘ➼䛾ᾮయᵓ㐀䛾᝟ሗ䛿䚸㟁Ꮚ䜔䝣䜷䝜䞁䛾≧ែ䜢㏻䛧䛶⇕≀ᛶ䛸ᐦ᥋䛻㛵ಀ䛧䚸䜎䛯⇕⭾ᙇ⋡䜔 ᗘ➼䛾⇕≀ᛶ್䛸䜒┦㛵䜢ᣢ䛴䚹䛣䜜䜙䛾᝟ሗ䜢ά⏝䛧䚸䝟䝹䝇୰ᛶᏊ䜲䝯䞊䝆䞁䜾ὶ㊰ෆ䛾⁐⼥㻸㻮㻱䛾ᾮయᵓ㐀䛻ຍ䛘䚸⇕⭾ᙇ⋡䜔 ᗘ䚸䝪䜲䝗䚸ἲ䜢⏝䛔䛯ὶ
⭉㣗➼䛾ศᕸ䛾ᐃ㔞ⓗ䛺ྍど໬䜢⾜䛖䚹
0.9

୰ᛶᏊ㏱㐣⋡

Transmission [-]E 䝸 䝞䞊䝇 䝰 䞁 䝔 䜹 䝹䝻 ἲ䛷 ゎᯒྛ䝢 䜽 䝉 䝹䛷㏱㐣⋡䝇䝨䜽 䝖 䝹ᾮయᵓ㐀䛾᝟ሗ䜢ᢳฟ䛧 䛶䝬 䝑 䝢 䞁䜾

0.8

ཎᏊ㛫㊥㞳䚸 㓄఩ᩘᖹᆒ஧஌ኚ఩
ᗘᅉᏊ
㏱㐣⋡䝁 䞁 䝖 䝷 䝇䝖
␗✀ᵓ㐀

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0.7

ᐇ㦂್
0.6

0.2

0.4

⇕⭾ᙇ⋡
ᗘ
䝪䜲 䝗
⭉㣗

0.6

୰ᛶᏊἼ㛗 (nm)㻼㼎㻮㼕ᅗ ୰ᛶᏊ㏱㐣⋡ࢫ࣌ࢡࢺࣝ࡟ྵࡲࢀࡿᾮయᵓ㐀࡟ࡼࡿᩓ஘ᡂศࡢゎᯒࡢᶍᘧᅗ.

32

䜎䛸䜑
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材料照射とその評価技術の高度化（研究計画・構想）（京大原子炉 照射材料工学研究分野）木野村 淳、薮内 敦
１．はじめに：各種材料の放射線照射損傷を調べる
ため、原子炉実験所では 3 種類の高エネルギー粒子（中性子、電子、イオン）に対する各種の照射装置が整備されてきた。材料に照射損傷（格子欠陥）を導入する場合には、照射時の温度が大きな影響を与える。この理由から原子炉（KUR）での中性照射の場
合には、低温照射（LTL）と高温照射（SSS）用の設備が設置され、LTL については役目を終えて利用停止したが、SSS は引き続き利用を受け入れている。
ライナックでの電子線照射の場合にも低温照射用の試料ホルダーが使用されており、より使いやすい装置にしていくことが望まれる。また、ライナックの
高温照射の要望が共同利用者から出ており、新たな使用ホルダーの開発が必要である。また、重イオン照射装置については、老朽化して非常に使い難いものとなっており、整備することにより新たなユーザーの獲得が期待される。
一方、原子炉実験所には照射した材料を調べる各種の照射装置が整備されている。このうち、本研究計画では陽電子消滅分光法に重点を置く。B1 実験孔に設置された低速陽電子ビームシステムは、設置して基本的な性能確認までを行ったところであり、実際にその性能を 100%引き出すためには、今後も装置の整備を進めていく必要がある。陽電子ビームで測定を行う際に、測定の自動化や遠隔操作化を行うことにより利用者の利便性を上げ、測定の再現性を高めることができる。また、トレーサー棟に設置されているバルク陽電子測定装置は、低速陽電子ビームが試料表面の情報を与えるのに対し、試料全体の情報を与えるという特徴をもち、照射により放射化した試料にも対応できる。現在は室温測定のみに対応
しているが、低温測定を可能にすることで利用範囲を大きく広げることが可能である。
このように、本研究計画では既存の研究インフラを生かしつつ、機能性や利便性を向上させることにより、原子炉実験所の材料照射研究拠点としての整備を進めることを目的としている。

効率化のための超高温処理装置の整備。
・計測装置の自動化・高効率化：陽電子消滅ガンマ線ドップラー広がり分光法における S-E カーブ測定のための制御回路の連携及び自動化。
・陽電子測定装置の高機能化：低速陽電子ビーム測定装置及びバルク測定装置でそれぞれ高温、低温（液体窒素温度）における陽電子消滅分光測定が可能な装置の整備。
②照射手法の高度化
・電子ビーム照射装置（ライナック）ターゲット部の高精度化：試料を安定して高温に保持した状態で電子線照射を行うための試料ホルダーの整備。
・イオンビーム照射装置（重イオン照射装置）の高精度化：装置全体の更新と照射量を精度良く測定するための装置改良。
・照射と評価のための支援装置の整備：
高融点金属材料を真空中で 2000℃前後の温度で高温熱処理することが可能な電子ビーム熱処理装置の設計製作。
３．期待される効果：
原子炉実験所が世界的に見てもユニークな材料照
射研究の拠点となることを目指して、本研究を進める。原子炉実験所には開発中のものを含めて潜在的可能性を秘めた装置が既にあり、それらにあと少しの改良や努力を行うことにより、価値を大きく高めることができると考えている。本研究はそのような改良すべき装置を見いだし、それぞれに集中することで研究を進めるような構想となっている。

２．装置整備の状況：これまでに以下のような装置の整備に着手し、現在も進行中である。
①照射試料の評価手法の高度化
・低速陽電子ビーム測定装置（KUR B1 ビーム実験孔）の高性能化：陽電子ビームライン線源部の温度管理
及び温度上昇抑制を目的とした配線配管の付加。
・高輝度化装置の減速材・再減速材の高効率化：Ni
再減速材（リモデレータ）の高効率化のための原子状水素処理装置の整備と W 減速材（モデレータ）高Enhancement of experimental facilities for materials irradiation and characterization (Research plan)
Atsushi Kinomura and Atsushi Yabuuchi
Research Reactor Institute, Kyoto Univ.
akinomura@rri.kyoto-u.ac.jp

341ඛ➃ⓗ≀㉁⛉Ꮫ䝥䝻䝆䜵䜽䝖◊✲఍2017ᖺ12᭶15᪥ᮦᩱ↷ᑕ䛸䛭䛾ホ౯ᢏ⾡䛾㧗ᗘ໬䠄◊✲ィ⏬䞉ᵓ᝿䠅↷ᑕᮦᩱᕤᏛ◊✲ศ㔝ᮌ㔝ᮧ ῟䚸⸈ෆ ᩔ

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35

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KUR 低速陽電子ビームラインの陽電子強度向上のための改良（京大原子炉 照射材料工学研究分野）薮内 敦、木野村 淳
１．はじめに： 陽電子消滅分光法は電子顕微鏡でも観測できないような原子レベルの微小な空孔型欠陥の検出が可能なプローブとして知られており、照射
材料中に形成される原子空孔の検出にも広く用いられている。従来型の陽電子消滅分光法では、陽電子源の放射性同位元素と測定試料を重ねて、試料中で消滅する陽電子からのガンマ線を観測する。放射性同位元素から放出される陽電子は幅広いエネルギー分布を持つため、試料表面から数 10μm の範囲からの領域全体の平均的情報が得られるが、深さ情報を得ることができない。さらに、サブμm オーダーの薄膜試料であれば測定は実質的に不可能である。このため、陽電子をいったん熱化した後に一定のエネ
ルギーで加速して試料に照射する低速陽電子ビーム技術が開発されてきた。低速陽電子ビーム分析は強力な手法であるが、陽電子を低速化する際に陽電子の損失が大きいため、高強度の陽電子源を必要とする。このことから、電子加速器の制動輻射 X 線や原子炉のガンマ線による対生成反応を利用した陽電子源が用いられる。このような背景の中で、京都大学
研究用原子炉（KUR）を用いたアジア太平洋地域で初の原子炉ベース低速陽電子ビームラインの開発に着手し、現在その開発を進めている。
KUR 低速陽電子ビームラインを最大限生かすためには、陽電子ビーム強度を増加させることが継続的な課題である。線源部が核発熱及び陽電子輸送用コ
イルのジュール熱で加熱されて温度上昇するため、これまでは KUR の 5MW 運転時には陽電子ビームの取り出しを行ってこなかった。陽電子強度を向上する
ためには、5MW 運転時にもビーム取り出しを行うことが望まれる。このことから、線源部とその周辺部の温度を正確に知り、温度を低減する対策が必要であった。また、KUR 低速陽電子ビームラインにはビーム径を縮小するための高輝度化システムが設置されている。高輝度化装置においては陽電子の再減速が行われるが、その際に用いられる再減速材（単結晶 Ni 膜）の効率が高輝度化後のビーム強度に大きく影響を与える。効率向上のためは、原子状水素処理を行うが、そのための処理装置の整備も重要な課題である。さらに、陽電子発生部には陽電子を低速化するための W 製のモデレータがある。このモデレー
タの低速化効率を向上させることはビーム強度の向上に直結する。W モデレータは 2000℃程度の高温熱処理を必要とするが、そのための電子ビーム熱処理装置を整備することも本研究の課題の一つである。
２．装置整備の状況：(1)陽電子ビームラインの温度測定点の増加：KUR 低
速陽電子ビームラインが設置された際には、線源部の温度を測定するための熱電対だけが装備されていたが、これでは陽電子ビームライン全体の温度を把握するためには十分ではない。このため、ビームラ
インの真空ダクトの支持部と、モデレータ基部にそれぞれ新たに熱電対を設置した。これにより、ビー
ムラインの強度を検討する際に最も重要な部位である真空ダクト支持部の温度を知り、さらに全体の温度を計算で求める際に、真空ダクト両端の温度が実測できることにより計算の精度を大きく向上させることが可能になった。またモデレータ基部の温度はビームラインに関する有用な追加情報を与えることになった。
(2)He ガス導入による陽電子ビームラインの冷却：
陽電子ビームラインを構成する真空ダクトは筒状のアウタースリーブとインナースリーブの内側に格納されている。アウタースリーブ、インナースリーブ、
真空ダクトの間は通常は空気で満たされている。このうち、インナースリーブと真空ダクトの間の部分に空気より熱伝導率が約 1 桁大きい He ガスを導入することによりビームラインの冷却を試みた。He ガス
導入のため、コンクリート遮蔽体の外側から真空ダクト支持部の近傍までの He ガス配管を 2 本敷設した。
予備実験として、原子炉非運転時に陽電子輸送用コ
イルを励磁して発熱させた状態で He を導入した場
合、原子炉運転時にコイルを励磁しない状態で He を導入した場合の 2 通りについて、いずれも先端部温度の低減効果が見られた。予備実験の結果を元に、5MW 運転時に 2L/min の He ガス導入を行ったところ、
コイル励磁なしでも約 300℃に達する線源部温度を250℃程度まで低減可能なことが示され、5MW 運転時の陽電子ビーム取り出しへの道筋を付けることができた。
(3)減速材・再減速材の処理装置：再減速材の効率向上ため原子状水素処理を行うための設備を整備した。
また、開発を行ってきた電子ビームを利用した高温熱処理装置の試運転に成功し W を 2000℃以上の温度に加熱できることが示された。
３．まとめ： 本研究によりこれまで行ってきた開発
及び実験の結果からより高い強度が得られる原子炉
5MW 運転時の陽電子ビーム取り出しが可能になり、また陽電子減速材・再減速材の最適を行うための装置の準備が整った。これらの結果を元にして、KUR
低速陽電子ビームラインをさらに改良し機能向上を進める予定である。

Improvement of the KUR slow positron beamline for higher beam intensity
Atsushi Kinomura and Atsushi Yabuuchi
Research Reactor Institute, Kyoto Univ.
akinomura@rri.kyoto-u.ac.jp

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41

材料照射ターゲットの高精度化と照射研究への寄与（京大原子炉、東北大 1、福井大 2）木野村 淳、薮内 敦、外山 健 1、鬼塚 貴志 2
１．はじめに：電子線照射では、孤立した点欠陥（フレンケル対）を導入できるため材料照射の素過程の理解に必須であり、点欠陥が近接したカスケード損
傷を形成する中性子やイオンでは不可能な照射が可能である。この点から電子線照射は重要である。原
子炉実験所で電子線による損傷導入手段として電子
線ライナック（KURRI-LINAC）が使用されてきた。本装置では 8MeV の電子線エネルギーで照射を行うことができる。このエネルギーでは高い確率で孤立したフレンケル対を試料中に均一に導入できる一方で試料の放射化を避けられるため、照射後の試料の取り扱いが容易になるという利点がある。 このKURRI-LINAC において、これまで冷却水の温度以上（100℃以上）に試料を加熱して照射するような設備は準備されていなかったが、原子力材料を対象とした材料照射で重要な 300℃から 500℃程度の温度に試料温度を保ちながら照射できる照射設備の整備が要望されるようになってきた。このような背景から、
この温度域で電子線照射が可能な照射試料ホルダーの開発を行った。
２．照射試料ホルダー開発：電子線加速器で損傷導入を行う場合の問題点は、電子の弾き出し断面積がイオンなどに比べて低く、現実的な照射時間で必要な損傷量を導入するためには、電子ビームの電流量を増やす必要があり、その際に照射した電子ビームのエネルギーが熱に変わることである。例えば、平均電流 100μA、エネルギー8MeV の場合、試料ホルダ
ーに付与される熱エネルギーは 800 W となる。電子
ビームのスポット径 1cm 程度であるため、この範囲に 800W の熱エネルギーが集中し、試料温度は容易に
数 100℃まで上昇する。一方で照射が始まるまでは
試料は室温に保持されるが、試料に導入される欠陥の量とその形態に影響を与えるため、照射中に大きく温度が変わることは避けたい。このような理由か
ら、試料ホルダーは加熱用ヒーターと冷却用ファンを備え、照射開始前は照射予定温度まで試料ホルダーを加熱しておき、照射開始後は試料ホルダーを冷却する必要がある。主要な研究対象である金属材料
は大気中では酸素と反応し、表面が酸化する恐れがあるが、真空中に試料を置く事は冷却の点から困難である。このため、本研究で開発する試料ホルダー
では照射試料を He 雰囲気の容器に入れる方式を取った。試料ホルダーの 1 号機では、Al カプセルに封止する方式を取ったが、この方法では予め試料を封入する作業が必要なこと、Al カプセルに漏洩箇所があっても検出が困難であることなどから改良を必要とすることが分かった。2 号機では、この点を考慮して、Al カプセルの代わりに Al パイプの中に試料を入れ、一方から He を流して、試料周辺を He で満たすことにより大気の侵入を防ぎ、Al パイプの反対側は開放状態にして試料交換が容易となるような構造とした。Al パイプの試料格納部位はフィードバッ
ク制御する合計 400W のセラミクスヒーターで加熱し、一方、冷却のため風量可変で最大風量 2.5m3/minのファンを試料ホルダー付近に配置し、風量を遠隔操作する方法を取った。
３．実施する実験：本研究で開発した試料ホルダーを用いて以下の 2 種類の実験を実施している。
(1) Fe 中の Cu 照射誘起拡散の測定：発電用原子炉では長期間の中性子照射により圧力容器鋼に照射脆化が起き、原子炉の健全性に問題を生じる可能性が指摘されており、照射脆化の評価とその予測は重要な課題となっている。現在用いられている原子炉圧力容器鋼の脆化予測式 (JEAC-2007-4201)には Fe 中のCu の拡散定数が入っており、Cu の拡散は照射により導入される多量の空孔により促進されることが知られている。このため、照射下の Cu の拡散定数を正確に知ることは脆化予測式の精度向上に必須である。
KURRI-LINAC と本研究で開発した試料ホルダーを使用して、Fe 中の Cu の照射誘起拡散の拡散定数を調べる実験を東北大の外山らが実施している。この温度域では Cu の拡散距離は非常に短いので、ナノメー
タレベルの原子の移動が観測可能なアトムプロープを用いて照射後の試料を評価することが本研究の特徴となっている。
(2) FeCr 合金の相分離初期過程解明：鉄クロム（FeCr）系合金は高温強度・低熱膨張性に優れることなどから軽水炉の 1 次冷却系のポンプや配管、原子炉圧力容器鋼のオーバレイクラッド材等様々な照射環境下で利用されている。Cr 含有量が約 12～90%の鉄クロム系合金を 320～540℃程度の温度範囲で長時間時効するとα（Fe-rich）相とα’（Cr-rich）相の二相に相分離し延性や靭性が著しく低下する、
475℃脆化と呼ばれる熱時効脆化事象が従来から知られている。原子炉環境下では材料は照射損傷を受けるが、照射損傷と熱時効の重畳効果については、十分明らかになっていない。福井大の鬼塚らは、電子線照射が鉄クロム合金の相分離に与える影響について基礎的知見を得る事を目的とし、KURRI-LINACと本研究で開発した試料ホルダーを使用して照射を行っている。照射後の試料は陽電子消滅分光法で評
価し、相分離初期過程についての情報を得る。

Improvement of an irradiation target and its contribution to irradiation research
Atsushi Kinomura, Atsushi Yabuuchi, Takeshi Toyama 1 and Takashi Onitsuka2
Kyoto Univ., Tohoku Univ.1 and Fukui Univ.2
akinomura@rri.kyoto-u.ac.jp

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48

KUR における量子ビームを用いたナノ構造研究（京大原子炉 粒子線物性学研究分野） 杉山正明、井上倫太郎、佐藤信治、守島 健
１．はじめに：粒子線物性学研究分野では、X 線・中性子・レーザー光といった各種量子ビームを用いて物質のナノ構造研究を本プロジェクト「量子ビームと核科学の革新的複合利用による先端的物質科学・分析研究拠点の構築」とも連携しながら進めている。研究体制
は 、 (A) 当 分 野 が 運 用 し て い る 中 性 子 小 角 散 乱(Small-Angle Neutron Scattering: SANS) 分光器、Cu
線源及び Mo 線源 X 線小角散乱(Small-Angle X-ray
Scattering: SAXS)分光器、動的光散乱装置(Dynamic
Light Scattering: DLS) 分 光 器 、 分 析 超 遠 心 器(Analytical Ultracentrifuge: AUC )と国内外の SAXS 分
光 器 (KEK-PF, SPring8) 、 SANS 分 光 器 (Quokka@
ANSTO, D22@ILL)を用いた構造測定と（B) 中性子
散乱において今後ますます重要となる重水素化生体高分子の供給と調製技術開発の(A),（B）2 つを中心としている（Fig.1）。以後、各装置・研究開発の現状・トピックスについて簡単に紹介する。

Figure 1. 研究体制の模式図。
２．SANS
当実験所の研究用原子炉再起動に伴い CN2 に設置の SANS 分光器(KumaSANS)の再稼働を進めている。導
管出口シャッターの改造に伴い従来のコリメーションシステムが使用できなくなったため、新規のシス
テムの設置を進めている。年度内には設置を完了し、測定を再開する予定である。
海外の SANS 分光器を用いた研究は、水晶体内タン
パク質クリスタリン・時計タンパク質・小麦タンパ
ク質などを中心に遂行している。これらの研究の現状・成果についての詳細は井上、佐藤、守島による報告を参照されたい。

３．SAXS
当分野運用の SAXS 装置は Cu 線源・Mo 線源とも多くの共同利用申請があり、運用開始直後にも関わらず既に年間 30 件近くの共同利用を受け入れており、非常に高い活性状態にある。
Mo 線源の SAXS 装置（牛作）は、その高い物質透過力を活用して鉄鋼などの固体材料のナノ構造解析
を中心に利用されている。加えて、今年度からは京大院工の長田助教と共同で、有機溶媒中の高分子構造の研究も開始した。有機溶媒の中でも塩素等の中・重原子を含む溶媒の場合光路長が 1 ㎜程度でもCu からの特性 X 線は透過することができないので、溶液構造の解析には牛作の利用が必須となる。
Cu 線源 SAXS (CumaSAX: 熊作) は低寄生散乱ス
リットを用いた光学系を装備していることもあり、
高輝度のビームが利用可能である。この特長を生かし、高強度を保ちながら測定可能な Q-range を小角領域にまで拡張するために、更なる寄生散乱除去光学系の導入を進めている。この光学系の設置後は、試料位置で 2×108n/sec の強度を保ちながら、実用的な測定範囲を Q-0.005Å-1 まで広がることが期待されている。更に、3 連の温度制御セルの導入も進め、運用の効率化を図る予定である。
小角散乱法における最大の問題点は試料の凝集である。特に、機能性タンパク質は不安定であり、濃度にも依存するが、精製後の時間経過とともに単分散状態から多様な凝集体を含んだ多分散状態に遷移することが多い。一方、小角散乱において生体高分子の構造解析のためには単分散溶液が必須条件であり、凝集物を含む多分散溶液では構造解析はほぼ不可能である。この問題を解決するために、放射光施設に設置の SAXS 装置では、分離精製カラムからの抽出液を直接測定セルに流し、その高強度を生かして、流れていく溶液に含まれる凝集前の生体高分子を 希 薄 濃 度 の ま ま SAXS 測 定 を す る と い う
SEC-SAXS (Size-Exclusion Chromatography SAXS) シ
ステムを装備している。本分野では、パラメータを
流速・濃度を調節し最適化を施すことで、このSEC-SAXS システムと同等の測定を熊作においても可能であることを確認した。そこで、現在 UNISOKUと共同で Lab-SEC-SAXS システムの開発を行っている。
４．AUC
AUC は溶質分子を含む溶液セルを高速回転することで、遠心力により遠心方向に溶質分子が凝集していく（=沈降していく）過程の経時変化を観測する、

KUR における量子ビームを用いたナノ構造研究
杉山正明
sugiyama@rri.kyoto-u.ac.jp

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沈降速度は分子の分子量・形状に依存するので、AUCにより溶質分子これらの構造パラメータを得ることができる。AUC は Beckman Coulter 社製の超遠心分
析装置 XL-I を導入した。現在、初期トラブルをほぼ克服し、種々の蛋白質の測定を開始している。XL-Iには、UV 吸光光学系とレイリー干渉光学系が実装されているので、単純なタンパク質溶液のみでなく、ATP 含有水溶液、DNA,RNA などの核酸、金ナノ粒子などの多様な分子の構造パラメータを取得することが可能である。
今後、2 つの SAXS 分光器・SANS 分光器と相補的な利用を展開していく予定である(詳細は守島の報告を参照されたい)。
５．KIDs project
中性子散乱においてタンパク質重水素化は外すことのできない主要技術である。KIDS project では、単に重水素化タンパク質を調製することを目指すのではなく、① 重水素化タンパク質の供給体制の確立② 重水素化率の制御技術の確立③ 重水素化率の測定技術の確立④ 高効率・大量調製技術の確立⑤ 低コスト調製技術の確立を目指している。

詳細は井上の報告に詳しいが、本年度では重水中で不可視化可能となる 75%重水素化タンパク質の大量調製に成功し、これを用いた高濃度系でのタンパク質の様態観測に成功している。
６．ナノ構造研究
ナノ構造研究の成果は、クリスタリン・時計タン
パク質・クロマチン・PbaA・TAF と多岐にわたっている。また、食品科学にも注目しており、これまでの小麦タンパク質に加え、大豆タンパク質のナノ構
造研究にまで展開している。これらの研究の詳細は
佐藤の報告を参照されたい。
７． 今後
本分野では上述のように装置開発・測定法開発・
解析法開発から実際の生体高分子のナノ構造研究まで幅広く展開しており、今後ともこの方向を発展させていきたいと考えている。この中で、今後はより多くの共同研究を受け入れるためには小角散乱測定・試料調製と計算機を用いた構造解析の可能な人
材が必要となる。

KUR における量子ビームを用いたナノ構造研究
杉山正明
sugiyama@rri.kyoto-u.ac.jp

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Project meeting

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Inoue

K-NAS project

KIDS project

Nano structure analysis• Supply of deuterated
protein• Development of
deuterarion technique
75d production, Highefficiency , low cost, D-ratio
determination)• Hard matter (Steel, battery, etc.)• Soft matter (Chiral polymer,
food science)
Sato㐃ᦠ• Life science
Sugiyama• Instruments :Cu-SAXS (Upgrade), Mo-SAXS, DLS,
AUC(New), SANS (coming back )䠇
KEK-PF, SPring8, ANSTO,ILL
Morishima

51

KK-NAS䠄Kumatori Nanostructure Analysis Station䠅project
KumaSANS

Mo-SAXSAUC

CumaSAXDLS

Hard mater @K-NAS Projectwith Mo-SAXS (Nano-Viewer)
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京大炉における蛋白質の重水素化の取り組み及び最近の研究成果（京大原子炉 粒子線物性学研究分野） 井上倫太郎、佐藤信浩、守島 健、杉山正明
１．はじめに蛋白質は一次構造から四次構造にまでわたる複雑な階層構造を有し、その構造を基盤とすることでそれぞれの特異的な機能を発現すると考えられてきた。
そのため、それぞれの蛋白質が有する固有の機能発現解明には一義的に立体構造を決定することが必須と考えられ、 その目的達成のためにこれまで結晶構
造解析が台頭してきた。しかしながら、 近年結晶化が極めて困難な膜蛋白質、巨大な会合複合体、規則構造を本質的に保持しない天然変性蛋白質こそが細胞内のネットワークにおいて重要な役割を担っていることが明らかとなってきた。つまり、上述した系
において結晶化を阻害する構造の揺らぎこそが構造の本質であると考えられる。故に、今後蛋白質の構造の揺らぎの寄与を加味した解析法の確立が必須である。
その候補として挙げられるのはナノメートルスケ
ールの構造解析で絶大な威力を発揮している小角溶液散乱法である。特に X 線 をプローブとした小角X 線溶液散乱法は解析技術の向上も相まって近年、非常に注目されている。実際、昨年度に当実験所に導入された Cu 線源及び Mo 線源を用いた二台の小角
X 線散乱装置に対する蛋白質の溶液中の構造解析に対する需要は非常に高く、20 件以上もの共同研究が行われた。一方、小角中性子溶液散乱法における最大の利点として同位体識別能が挙げられ、特に重水
素 (D) と軽水素 (H) においてその差が顕著である。
例えば全ての H が D 化された重水素化蛋白質を調整すると、非重水素化蛋白質との散乱能が大きく変調できる。加えて、溶媒自身の重水素化率を調節することで非重水素化蛋白質或いは重水素化蛋白質
のみを選択的に観測出来る。即ち、小角中性子溶液
散乱法と重水素化ラベリングを組み合わすことで多成分系における特定の成分 (蛋白質) の構造解析が可能となる。そこで、X 線と中性子線を相補的に利用した小角溶液散乱法により蛋白質の構造の揺らぎを加味した構造解析を実現できると期待される。具体的には小角 X 線散乱 (SAXS) により複合体の全体構造を決定し、注目したい特定成分を重水素化ラ
ベリングにより小角中性子散乱 (SANS) により明らかにする。
そして、この SAXS・SANS による相補的な構造
解析を真に有効化するための鍵は重水素化蛋白質である。ところが、蛋白質の重水素化に伴う費用・手間・技術等の問題により両手法の相補的利用の有用性は認められつつも日本国内では十分に浸透しているとは言い難い状況である。一方、世界的な状況を調べると、フラッグシップ的な中性子散乱施設にはサンプルを重水素化する施設 (通称：D lab.) が必ず併設されている。そのため、ユーザー自身がわざ
わざサンプルを重水素化せずとも SANS 等の中性子散乱実験を行うことができる。しかしながら、本国に於いては未だ D lab.が稼働しているとは極めて言い難い状況である。そこで、我々は国内有数の中性子散乱施設である京大炉で蛋白質の重水素化に取り組み、国内初の中性子散乱施設併設の D lab.の立ち上げに取り組んでいる。本発表では、最近の研究成果及び将来展望を交えた発表を行う。
２．最近の成果
1. 時計蛋白質の溶液中における複合体の解析
生体内における 24 時間の周期は KaiA, KaiB. KaiCと呼ばれる三つの蛋白質の解離会合により生ずる複合体が鍵を握っていると考えられているが、溶液中でどのような複合体を形成しているかは長らく理解されていなかった。我々はその複合体解明の最初のステップとして KaiB, KaiC の 2 者複合体に注目した。
そこで、75%重水素化した KaiC と非重水素化 KaiBを調整し inverse-contrast matching 法 [1]により、溶液中での 2 者複合体の詳細な立体構造の解明に成功した [2]。
2. クリスタリンのサブユニット交換の機構解明
水晶体は我々の体内で唯一の透明な器官であり、その透明性はクリスタリンの構成成分の一種である
クリスタリンのシャペロン機能により維持されている。未だ結晶化に成功していないため四次構造は決定されておらず、20~30 のサブユニットにより構成される会合体蛋白質であることしか報告されていない。我々はクリスタリンの構造が決まらない要
因として会合体同士で起こるサブユニット交換によると考えた。そのアイデアを実験的に立証するために重水素化及び非重水素化クリスタリンを調整し、82%重水中で混合しサブユニット交換の有無を調べた。その結果、サブユニット交換の存在を支持する
強度の低下が確認され、更にその交換速度は温度依存的であることが明らかとなった。無変性質量分析との結果とあわせることでクリスタリンのサブユ
ニット交換は会合体同士の衝突では無く寧ろ遊離したサブユニットにより支配されていると結論づけた
[3]。
参考文献
[1] Sugiyama M et al., J. Appl. Cryst.2014, 47, 430.
[2] Sugiyama M et al., Sci. Rep. 2016, 6, 35567.
[3] Inoue R et al., Sci. Rep. 2016, 6, 29203

京大炉における蛋白質の重水素化の取り組み及び最近の研究成果
井上倫太郎
rintaro@rri.kyoto-u.ac.jp

53

KumatorI Deuteration Station (KIDS)
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56

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M. Sugiyama et al.,Sci. Rep. 6 35567 (2016).

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R. Inoue et al.,Sci. Rep. 6 29208 (2016).
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http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/PSlab/KIDS/

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Results of K-NAS Project• Paper
1. D. Kato, A. R. Inoue, M. Sugiyama, and H.Kurumizaka, etal., "Crystal structureof the overlapping dinucleosome composed of hexasome and octasome",
Science, 356 (2017) 205-208.
2. M. Yagi-Utsumi, R. Inoue, M. Sugiyama and K. Kato, etal.,"Conversion offunctionally undefined homopentameric protein PbaA into a proteasome
activator by mutational modification of its C-terminal segment conformation",Protein Engineering, Design, and Selection, in press.
3. E. Hibino, R. Inoue, M. Sugiyama, and M.Hoshino, etal., "Identification ofheteromolecular binding sites in transcription factors Sp1 and TAF4 using highresolution NMR spectroscopy", Protein Science, 26 (2017) 2280-2290.
4. R. Yogo, R. Inoue, N. Sato, M. Sugiyama*, and K. Kato*, "Characterization ofconformational deformation-coupled interaction between immunoglobulin G1 Fc
glycoprotein and a low-affinity Fcγ receptor by deuteration-assisted small-angle
neutron scattering", Biochemistry and Biophysics Reports, 12 (2017) 1-4.
5. E. Hibino, R. Inoue, M. Sugiyama, and M. Hoshino etal.,, "Interaction between
intrinsically disordered regions in transcription factors Sp1 and TAF4", Protein
Science, 25 (2016) 2006-2017• Thesis1௳(ྡྂᒇᕷ❧኱Ꮫ⸆Ꮫ◊✲⛉)60

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61

量子ビーム小角散乱法を用いた食品タンパク質凝集体のナノ構造解析（京大原子炉 粒子線物性学研究分野） 佐藤信治
2.7 nm, 長さ 11 nm の棒状であることがわかった。
濃度 1%以上では、0.1–0.2 nm-1 付近に新たにピークが出現することから、この濃度で粒子間干渉を示す
グリアジン分子の会合体が形成されることが明らかとなった（図 1a）。一方、15%以上の水和凝集体では、0.1 nm-1 付近のピークが消失し 0.3–1.0 nm-1 のブロードなピークが見られるようになるとともに、
low q 領域の立ち上がりが成長していくことから、濃度の増加とともに内部に密度ゆらぎを持つ大きな凝集体へ遷移することが分かった（図 1b）。
当日は大豆タンパク質の凝固過程における構造変化についても紹介する。

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10

Intensity

10
10
10

10
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0.1
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-3
-4
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-1

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15
20 35
25 40
30 50
60
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Intensity

１．はじめに：小麦や大豆は種子中にタンパク質を多く含むことが知られており、古くより、それらを加工して麩や豆腐などの食品が製造されている。タンパク質はア
ミノ酸の供給源として栄養学的な重要性を有するが、近年は、これらのタンパク質を単独で抽出し、他の食品に添加して結着性や粘弾性、保水性などの食品
物性を改善するための食品素材として利用されるケースも多い。食品物性は、加工食品の加工性や食感などの品質を決定する重要な要素であるが、これらはタンパク質の高次構造や集合状態と密接に関連している。たとえば、小麦粉食品の物性は、ネットワ
ーク状に連なった高分子量のタンパク質グルテニンと、非共有結合的に会合したモノマー状のタンパク
質グリアジンとの混合体グルテンによって特徴づけられており、前者の弾性的挙動と後者の粘性的挙動が反映されている。このように、食品タンパク質の物性の理解のためには、個々のタンパク質の構造およびそれらが複合状態として示す挙動の解明が不可欠である。食品はゲルやコロイドなど高濃度かつ非晶質の凝集体を形成する多成分系であるが、このような物質のナノスケールにおける構造解析には、高分子や液晶などのソフトマターにも適用されてきた
X 線・中性子小角散乱法が有用である。そこで、本研究では、食品タンパク質凝集体のナノ構造解析を目的として、X 線・中性子などの量子ビーム小角散
乱法を小麦および大豆タンパク質の水溶液および水和凝集体に適用し、濃度や添加塩効果、凝固剤の作用などにおける構造の変化と物性への影響を調べた。
２．実験：
小麦タンパク質グリアジンは食塩を含む小麦粉生
地から純水中に揉み出すことにより抽出し透析により精製した。大豆タンパク質βコングリシニンおよびグリシニンは、大豆粉末を脱脂したのち等電点沈殿法を用いて回収した。X 線小角散乱測定は、高エネルギー加速器研究機構の放射光施設 Photon Factory の小角散乱ビームライン BL-10C（X 線波長：
0.149 nm, カメラ長 2 m）、京大原子炉の Cu 線源小角散乱装置 NANOPIX（X 線波長：0.154 nm, カメ
ラ長 1.3 m）を用いて実施した。
３．結果、考察：
小麦タンパク質グリアジンは、濃度 10%以下では純水に溶解し水溶液となるが、15%以上では溶解せずペースト状の水和凝集体となる。0.025%の希薄水溶液においては、一部の会合分子を除いてグリアジ
ン分子は孤立して分散しており、散乱プロファイルのギニエ解析、断面ギニエ解析より求めたタンパク
質のサイズは、慣性半径 4.1 nm, 断面の慣性半径0.1q / nm-11

図 1 濃度の異なる小麦タンパク質グリアジンの X 線小角散乱プロファイル。(a)水溶液、(b)水和凝集体 1)
1) N. Sato et al., J. Agric. Food Sci., 63, 8715
(2015).

量子ビーム小角散乱法を用いた食品タンパク質凝集体のナノ構造解析
佐藤信治
sato-n@rri.kyoto-u.ac.jp62㔞Ꮚ䝡䞊䝮ᑠゅᩓ஘ἲ䜢⏝䛔䛯㣗ရ䝍䞁䝟䜽㉁จ㞟య䛾䝘䝜ᵓ㐀ゎᯒబ⸨ಙᾈ⢏Ꮚ⥺≀ᛶᏛ◊✲ศ㔝୫ષभਕপਃચ㣗ရᰤ㣴⏕యㄪ⠇ᶵ⬟

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19
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50
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0.15
0.15
0.30
0.43
0.67
0.74

42
43
43
41
21
15
9.5
8.5

1) N. Sato et al., J. Agric. Food Sci., 63, 8715 (2015).

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67

超遠心分析を用いたタンパク質溶液構造研究（京大原子炉 粒子線物性学研究分野） 守島 健、井上倫太郎、酒巻祐介、佐藤信浩、杉山正明

３．結果、考察
Figure1 に、レイリー干渉法によって得られた濃度
分布(r, t)を示す。測定で得られた(r, t)は SEDFIT
を用いた数値解析フィッティングでうまく再現されている。UV 吸収法において得られた結果についても同様にフィッティングを行うことができ、それぞれから沈降係数 s の分布 c(s)を得ることができた（Figure2）。いずれの検出法で得られた c(s)においても、s = 4.5, 7, 9 付近にピークが観測され、BSA の単量体、二量体、三量体が検出された。本条件の BSA
試料は、どちらの検出法においても問題なく c(s)を得られているが、目的のタンパク質および buffer の吸光特性や、濃度などの条件によっては、これら２つの検出法をうまく使い分けることで精度のよいデータを得ることが重要である。
当日は、タンパク質オリゴマーに対する中性子小角散乱測定との相補的な解析例を示す。

X(r, t) (a.u.)

２．実験
Beckman Coulter 社製の超遠心分析装置 XL-I を用いたタンパク質溶液の沈降速度測定を行った。溶質の沈降により生じる測定セル内の濃度分布(r, t)の検出方法には、UV 吸光法と、レイリー干渉法があり、XL-I ではこれら２つの検出法を用いた測定を同時に行うことができる。
沈降速度法では、ある溶質成分 i に対して、回転の半径 r と時間 t を変数とする濃度分布i(r,t,si,Di)は、以下の微分方程式（Lamm 方程式）の解として与えられる。（s は沈降係数、D は拡散係数、は回転の角速度である。）
d ci 1 é d ciù= ê
rDi - c iw 2 r 2 si údtr ë drû
溶液中に単独成分しか存在しない場合は、は測定で求められる濃度分布 と一致する。一方、溶液中に複数種類の成分が存在する場合には、それぞれの成分に対して Lamm 方程式が成り立ち、観測される濃度分布は、それぞれの成分のi に対して重み c(si)を掛けて足し合わせた形で表される。Lamm 方程式
は一般解を持たないため、数値解析により濃度分布
のフィッティングを行い、沈降係数分布 c(si)を求めた。数値解析には Peter Shuck 博士が開発したソフト
ウェア SEDFIT[1]を用いた。
本稿では、ウシ血清アルブミン（BSA）の 0.5mg/mL
水溶液について、沈降速度法による測定例を示す。
アルミニウム製の測定セルに 400L の試料をロードし、装置の高速上限である 60000rpm の回転数で 25℃

にて測定を行った。

r (cm)

Figure 1. Sedimentation velocity (SV) data detected byinterference method for BSA. Solid line represents thefitting curve calculated by using Lamm equation.

c(s) (a.u.)

１．はじめに
分析超遠心法（Analytical ultracentrifugation; AUC）
は、試料溶液を高速で回転させ、遠心力による溶質の沈降挙動をリアルタイム観測する測定法である。
測定モードには沈降速度法と沈降平衡法があり、主に前者では沈降係数分布、後者では絶対分子量が得られる。この他にも、AUC によって得られる情報は非常に多い。具体的には、調製されたタンパク質は「単分散であるか？」「予期せぬ凝集はないか？」「目的のタンパク質はモノマーか？自己会合しているか？ 」「タンパク質 A とタンパク質 B は結合しているか？」「目的の複合体は形成しているか？」「タンパク質間の相互作用は引力的であるか斥力的であるか？」といった疑問に答えることができる。さらに、AUC から得られるこれらの情報を、中性子/X
線小角散乱法などにより得られる構造情報と相補的に用いて解析を行えば、溶液中のタンパク質に関する理解が飛躍的に進むと考えられる。本発表では、
沈降速度法によるタンパク質溶の測定例を示す。

s (S)Figure 2. Distribution of sedimentation coefficient c(s)for BSA obtained from SV data detected by absorbanceand interference detection.
参考文献[1] Shuck, P. Biophysical Journal 2000, 78, 160.

超遠心分析を用いたタンパク質溶液構造研究
守島 健
morishima@rri.kyoto-u.ac.jp68

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74

同位体を利用した先進科学の創出（京大原子炉 同位体製造管理工学研究分野）○大槻勤、沖雄一、高宮幸一、関本俊
概要：当研究室では、研究用原子炉や加速器を用いて、化学・物理など自然科学のあらゆる研究分野に有効に利用できる同位体の製造やその利用に関する研究に取り組んでいる。研究テーマは、(1)原子炉からの中性子線や加速器からの粒子線を用いた核反応メカニズムに関する研究、(2)放射性エアロゾルの生成メカニズムおよびその性質の解明、(3)中性子放射化分析法による環境・宇宙・地球物質の微量元素分
析、(4)放射性同位元素の寿命変換、核変換に関する研究、(5)医療用放射性核種の製造に関する研究、等を軸に展開されている。上記の研究テーマはいずれも放射化学的な内容を多く含んでいる。放射化学は化学の中でもっとも学際的な分野の一つで、異分野の研究者との交流が必須であり、またそれこそが最大の魅力でもある。以下に、上記(1-5)について、説明する。
(1) アクチノイド原子核の中性子入射核分裂では、様々な種類の原子核が核分裂片として生成される。
核分裂片の質量数に対する収率の分布（質量数収率分布）は、原子炉の安全性に関わる崩壊熱や遅発中性子数を決定する重要なデータである。また、長寿命マイナーアクチノイド原子核（MA）を高エネルギ
ー中性子入射核分裂で核変換する場合にも必要となる。これまでの中性子入射反応においては、高純度試料が入手できない、あるいは半減期が短いなどの理由から測定されていない核種があり、また、高エネルギー中性子データも極めて限られている。本研
究では、原子力機構タンデム加速器等で加速された
18
O ビームを 232Th 標的に照射することで、トリウムからウランにおよぶ 14 種類の原子核を一度に生成し、これらの核分裂の質量数収率分布を取得するとともに、1MeV から 50MeV の中性子エネルギーに対応するデータを取得た。この手法を用いれば、さらに多くの核種のデータ取得が可能になりうる。中性子
過剰な原子核の核分裂も調べられるようになるため、新たな領域の核分裂研究の発展にもつながると期待される。また、18O＋238U 反応のデータから、複合核から放出される中性子の効果を調べ、マルチチャン
ス核分裂による核分裂データへの影響を明らかにし、さらに、Es254 標的に焦点を絞り、α＋254Es 系の測定を高効率に行う計画もある。
(2)放射線施設や原子炉施設の運転に伴い生成する放射性核種がどのような化学形や形態(ガス状、エアロ
ゾル状、コロイド状など)となるのかを、放射化学、
放射線化学、エアロゾル工学などの観点から研究している。放射線場での化学反応、内部被曝防護、および原発事故により放出された放射性核種の挙動の理解に役立つ。近年は、東京電力福島第一原子力発
電所事故によって環境中に放出された放射性エアロ
ゾルにも着目し、KUR や加速器を用いた様々な条件下で放射性エアロゾルを発生させ、生成過程における化学的な効果などを詳細に調べ、放射性エアロゾ
ルの生成メカニズムの解明に取り組んでいる。これ
らの研究を進めた結果、エアロゾルを構成する化学
物質の種類や濃度が放射性エアロゾルの生成に影響を与えていることが明確になり、その生成メカニズ
ムの定量的な解釈に大きく近づいた。今後は対象とするエアロゾルの種類や粒径を拡張することで、放射性エアロゾルの生成モデルの構築を目指す。また、事故を起こした原子炉内で生成した不溶性の放射性微粒子にも着目しており、採取した微粒子の性状分析の結果をもとに、事故時の原子炉内の状況を推定する試みも目下、進行中である。
(3) はやぶさ探査機が持ち帰った、小惑星イトカワの粒子の分析に使われた、KUR を用いた中性子放射化分析法であるが、近年は、標準岩石試料中の微量ハ
ロゲン元素（塩素、臭素、ヨウ素）の精密な定量分析に用いられている。そこで得られた成果としては、堆積岩標準試料中の臭素、ヨウ素の定量値と、現在、一般的な元素分析法として汎用的に用いられる誘導
結合プラズマ質量分析法(ICP-MS) により得られた定量値を比較すると、後者が系統的に低くなる傾向が示され、ICP-MS の際の試料の前処理の段階で、臭素、ヨウ素が定量的に回収されていない可能性を示唆した。また、米国地質調査所が発行した 17 種類の標準物質のハロゲンの定量分析をしたところ、いく
つかの試料において、報告済みの文献値との不整合がみられた。この原因は、文献値において、機器分
析の前段階で行われるハロゲンの抽出操作時に、ハロゲンが定量的に回収できていないこと、及び試料の前処理方法がそもそも不適切であったことで説明された。今後は、様々な標準物質にハロゲンの正確な定量値を与え、ハロゲンを用いた地球化学の学術基盤を確立する。得られたデータを体系化し、地球上の物質におけるハロゲンの分布を知る。また同元素を用いた地球化学研究の例として、ヨウ素濃度の濃縮が知られるシェール岩石に注目し、ハロゲンを定量する。その結果からヨウ素の濃縮機構の解明を試み、地球化学分野のさらなる深化やエネルギー・
資源問題に貢献する。また、環境問題への貢献のた
め、中性子放射化分析法による大気浮遊塵の分析も予定している。本手法の他に、実験所で可能な光量
子放射化分析法や即発ガンマ線分析法を駆使して、Research Activity of Isotope Production and Application Group
Tsutomu Ohtsuki
ohtsuki@rri.kyoto-u.ac.jp

75

環境試料、考古学試料の分析等も試みたい。

ながる発見として注目される。

(4) 放射性のベリリウム７原子（7Be の通常用いられ
る半減期は 53.3 日）を、フラーレン(C60)と呼ばれる球状の炭素分子の内部に入れると、ほかの原子へと崩壊する現象が加速され、放射性元素の寿命を表す「半減期」が 1.8％近く短くなることを実験で確認した。半減期は基本的に元素固有の物理量と考えられており、 7Be の半減期は電子が環境に影響されて0.1%前後変わることは半世紀前から知られていたが、これほど大きな変化が確認されたのは初めてである。
C60 内部は真空であり、7Be 原子は自らの電子 2 個を原子核近傍に取り込み、7Li に崩壊する。その際に放出されるガンマ線を 200 日間測定し、C60 内部に閉じ込められた 7Be 原子の半減期が 52.45 日であることを突き止めた。これは金属のベリリウムの中にある場合の半減期である 53.25 日よりも約１日近く短くなった。本研究では原子炉の中性子を用いた（n,γ）
反応内包フラーレンの研究などを継続して実施していく。新素材である C60 の新たな機能の開発にもつ(5)全身にある臓器の機能診断や、様々な疾患の内用
療法等の核医学検査・治療に使われる放射性医薬品に有用な放射性同位体(RI)の多くは、海外の原子炉や加速器で製造され、供給されていたが、様々な理由
により世界的な供給不足が危惧されるようになってきた。近年の研究テーマとして当研究室では、将来の国内における医療用の RI の安定供給の実現を目指して、京都大学原子炉実験所の電子線形加速器で発生させる制動放射線を用いて、医療用 RI である
67
Cu, 99mTc 等の製造を試みている。特に最近、日立製作所、㈱化研との共同研究の結果、99mTc の親核種である 99Mo の製造量と、99Mo からの 99mTc の分離法に関する新しい知見を得た。今後は、上記の研究グループに東京大学も加わり、電子線形加速器の仕様の検討も視野に入れ、制動放射線の効率的な発生方法、製造した RI の分離精製方法について検討し、それらの最適な条件を見出す。

Research Activity of Isotope Production and Application Group
Tsutomu Ohtsuki
ohtsuki@rri.kyoto-u.ac.jp76ྠ఩య〇㐀⟶⌮ᕤᏛ◊✲ศ㔝㻔㻝㻕㻌◊✲άື䛾䝡䝆䝵䞁䞉᪉ྥᛶ䞉ព⩏㻔ඹྠ฼⏝䞉ඹྠ◊✲䜢ྵ䜐㻕᰾䞉ᨺᑕ໬Ꮫ䚸Ᏹᐂᆅ⌫໬Ꮫ䚸ᨺᑕ⥺⛉Ꮫ䚸䜽䝷䝇䝍䞊⛉Ꮫ
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超微量元素分析への挑戦୰ᛶᏊᨺᑕ໬ศᯒἲ䛻䜘䜛Ᏹᐂ䞉ᆅ⌫䞉⏕࿨≀㉁䛾ᚤ㔞ඖ⣲ศᯒ䜲䝖䜹䝽ヨᩱ䛾ඖ⣲ศᯒ◊✲⏝ཎᏊ⅔䜢⏝䛔䛯ᨺᑕᛶ䜶䜰䝻䝌䝹䛾〇㐀

C60୰䜈䛾7Beᑟධ䛻䜘䜛ᑑ࿨ኚ᥮

原子力事故による汚染メカニズムの解明

原子核の寿命変換の限界を探るᨺᑕᛶ䜶䜰䝻䝌䝹䛾⏕ᡂ䝯䜹䝙䝈䝮䛚䜘䜃䛭䛾ᛶ㉁䛾ゎ᫂ᨺᑕᛶྠ఩ඖ⣲䛾ᑑ࿨ኚ᥮䚸᰾ኚ᥮䛻㛵䛩䜛◊✲ி㒔኱Ꮫ◊✲⏝ཎᏊ⅔䜔ຍ㏿ჾ䜢⏝䛔䛶䚸໬Ꮫ䞉≀⌮䛺䛹⮬↛⛉Ꮫ䛾䛒䜙䜖䜛◊✲ศ㔝䛻᭷ຠ䛻฼⏝䛷䛝䜛ྠ఩య䛾〇㐀䜔䛭䛾฼⏝䛻㛵䛩䜛◊✲䜢⾜䛖䚹☮⷟䌘ቧ┯抮⣷ት䞷ሧቂ㫇♜㉫ኾኈከኗኽ቎栱ሼቮ䪣䴅᧤㦘䞷㟍⺓㊶⚛⇜⏒侯ቑ完抯᧥)LVVLRQRI+HDY\1XFOHXVMASSDISTRIBUTION
232Th
238U

77

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5ROHRI0XOWLFKDQFH)LVVLRQLQWKH'HVFULSWLRQRI)LVVLRQ)UDJPHQW0DVV'LVWULEXWLRQVDW+LJK(QHUJLHVRQ285HDFWLRQ78☮⷟䌘ቧ┯抮⣷ት䞷ሧቂ㫇♜㉫ኾኈከኗኽ቎栱ሼቮ䪣䴅᧤㦘䞷㟍⺓㊶⚛⇜⏒侯ቑ完抯᧥)LVVLRQIUDJPHQWVPDVVGLVWULEXWLRQVRIQXFOHLSRSXODWHGE\WKHPXOWLQXFOHRQWUDQVIHU
FKDQQHOVRIWKH27KUHDFWLRQ
3K\VLFV/HWWHUV%  ದ

☮⷟䌘ቧ┯抮⣷ት䞷ሧቂ㫇♜㉫ኾኈከኗኽ቎栱ሼቮ䪣䴅᧤㦘䞷㟍⺓㊶⚛⇜⏒侯ቑ完抯᧥᧾᧩᧰ነዙኖ

79ྠ఩యෆໟ䝣䝷䞊䝺䞁䠤䠬䠨䠟 䡀䡁䡒䡅䠿䡁 䠾䡕 䠪䠡䠠䠫 䡌䡎䡋䡆䡁䠿䡐

HPLC by NEDO project

A:Solvent
B:Solvent exchange valves
C:Pump
D:Pressure damper
E:Mixer
F:Manual injector
G:Column
H:HPLC controller
I:Detector(UV absorbance meters)
J:A/D converter
K:PC(data logger data analysis )L:Printerᣮᡓⓗⴌⱆ⥺※ෆ⒪ἲ䜢ど㔝䛻ධ䜜䛯ᨺᑕᛶྠ఩
ඖ⣲䝘䝜䝁䞁䝔䝘〇㐀䛾ヨ䜏㦘䞷㟍⺓㊶⚛⇜⏒侯ቑ完抯

80䝘䝜䝁䞁䝔䝘䛾⪃᱌
がん細胞･がん組織に高い選択性を持って薬を届けることができるなら、治療の効果は大いに改善される。
･ナノコンテナ：目的部位で薬を降ろす役割：ダンプカー･積荷：薬（放射性同位体）･ダンプカーシステム
３つの要件（１）自身がtarget effectsがある。
（２）自身が制がん作用がある。
（３）なおかつ、適切なサイトでドラッグをリリースする。
䛜䜣἞⒪䛾䛯䜑䛾⸆䛾✚Ⲵ䝅䝇䝔䝮䛷䜻䝱䝸䜰䛸䛧䛶䛾䝣䝷䞊䝺䞁䜔䝘䝜䝏䝳䞊䝤䛾◊✲䛾㐍ᒎ୰ᛶᏊ䠄ග㔞Ꮚ䠅ᨺᑕ໬ศᯒ䠄ྠ᫬ከඖ⣲䞉㠀◚ቯศᯒ䠅೺ᗣㄪᰝ

ToolͲ1᰾ບ㉳䠄ї༶ⓎJ⥺䠅

іཎᏊ⅔
(NAA)
୰ᛶᏊ

ToolͲ2⏕ᡂ᰾ගᏊ ᶆⓗ᰾✀(PAA)і㟁Ꮚ⥺ᙧຍ㏿ჾ㣗ရศᯒEͲ (E+,EC)
J⥺ᨺฟ
㻳㼑᳨ฟჾ
⮬ື ᐃ
䛻䜘䜛ຠ⋡໬ፉ᰾✀⪃ྂᏛᒾ▼ᶆ‽ヨᩱ㻔㻺㻵㻿㼀㻘㻌㻵㻭㻱㻭㻘㻌㼑㼠㼏㻚㻕㻯㼛㼟㼙㼕㼏㻌㼟㼜㼔㼑㼞㼡㼘㼑

іNAA+NRGј

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1 mm

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81䛣䜜䜎䛷䛾ᡂᯝі Hayabusa1

ᑠᝨᫍ᥈ᰝᶵ䛿䜔䜆䛥䛜ᣢ䛱ᖐ䛳䛯䜲䝖䜹䝽䛾⢏Ꮚ䛾ඖ⣲ศᯒ
Science,33 (2011)1119Ͳ1121

Meteoritics &PlanetaryScience,50 (2015)243Ͳ254௒ᚋ䛾ィ⏬ NAAᒾ▼ᶆ‽ヨᩱ(NIST, IAEA, etc.)

Cosmic spherule1 mmᆅ⌫໬Ꮫ䜈䛾ᒎ㛤

኱ᵳGr.

኱ᵳGr.+ඹྠ฼⏝ඹྠ฼⏝Hayabusa2љ䝅䜵䞊䝹ᒾ▼䠄㡫ᒾ䠅ග㔞Ꮚᨺᑕ໬ศᯒᮦᩱ㝹▼

NAA /PGA

82

Airborne Sample Collecting Machine

Instrumental NAA for the SPM (Nov. 2017)-XVWVWDUWಯSURJUDPIRUWKHFRRSHUDWLYHXVHRI.85ರ
$QG-XVWVWDUWಯ630SURJUDPರ SUREDEO\
6DPSOHUት律⏴ሺቂ ය ኅንኴእⅉቑኣዙኻ83

Gedetectors

12~ GeͲdetectorsystems

Gedetector
withautosamplechangerග㔞Ꮚᨺᑕ໬ศᯒ (Photon Activation Analysis)ග᰾཯ᛂ䜢฼⏝䛧䛯ᨺᑕ໬ศᯒἲ
A
Z

E+ɶ

AͲ1
Z

E+n (ɶ,n)཯ᛂ

ᐃ㔞ྍ⬟ඖ⣲
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Li Be
Na Mg 㻟 㻠 㻡 㻢 㻣 㻤 㻥 㻝㻜 㻝㻝 㻝㻞
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg

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NAA䛷䛿ᐃ㔞䛜ᅔ㞴䛺ඖ⣲ග㔞Ꮚᨺᑕ໬ศᯒ䛾≉ᚩ䞉㠀◚ቯศᯒ䛜ྍ⬟䞉ከඖ⣲ྠ᫬ศᯒ䛜ྍ⬟
䞉NAA䛷䛿ᐃ㔞ᅔ㞴䛺ඖ⣲䛾ᐃ㔞䛜ྍ⬟ኴ㝧⣔ึᮇ䛻㉳䛣䛳䛯จ⦰㐣⛬䜔ᆅ⌫ᆺᝨᫍ䛾ⅆᡂάື䛾ゎ᫂䛻ᙺ❧䛴84

Neutron Imaging and PGAA Facilities
Ge-detector

InnerCollimator

Heavyconcrete
shieldGuidetube

Neutron beam

1

11

2

12

13

7.1m

Li,BͲslit

H2O
Reactorcore

Cu target

Experimentalroom

PGA

Interlockshutter
H2OͲshutter
Biologicalshield
Collimator

Neutronradiography
lifesciencematerialsciencegasͲliquidtwophaseflow
Detectordevelopment

Digitalcamera12.6m

CCD
cameraReactorroomCansee“frostaccumulation”
Byneutronimaging

BͲ4:NeutronGuideTube
outsideofthereactorhall.
¾ Smallbeamsize¾ Highneutronflux(~107)¾ Availableforvarious
experimentalconditions

Test section1x107 nth/cm2/s(@1MW)[10mmx75mmsize]SuperͲmirrorneutronguidetube course
StudyofNuclearDataforJJENDLetc.
¾ StillluckingsuchhighenergygammaͲrays
log

log

Ti

Cu

s.e.

6760 keV linear

d.e.

s.e.
d.e.

d.e.

s.e.
6418 keVs.e.

d.e.s.e.
d.e.

7915 keV linear

7637 keV

7556 keV

85

Simultaneous observation of image and elemental
component in a pottery sample using PGA

S. Sekimoto, M. Ebihara etal.,
Physics Procedia 43 (2013) 352-359
245 mm

110 mm200
1000

H (0.84 cps)

150

Na+B (18 cps)

Si (0.79 cps)

200
100

500

460

Counts

10

100

50
470

480

490

2220

2230

3535

3540

3545

3

102
101

Part "f"; Livetime: 925 sec
0

1000

2000

3000

4000

Energy (keV)㟁Ꮚ⥺ᙧຍ㏿ჾ䜢฼⏝䛧䛯ᨺᑕᛶྠ఩ඖ⣲䛾〇㐀㻝㻚 㻥㻥㼙㼀㼑་⒪⏝㻒௚ไືᨺᑕ⥺Ⓨ⏕⏝䡼䡬䡵䢚䡫䢀㟁Ꮚ䢇䢚䡬䢍

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і᭷ຠ฼⏝

EͲ
㻥㻥㻹㼛

99Mo/99mTc

䛭䛾௚RI〇㐀Firstpriority

Optional㻥㻥㼙㼀㼏௨እ䛾་⒪㻔デ᩿䚸἞⒪㻕

⏝ᨺᑕᛶ᰾✀䛾〇㐀䛜ྍ⬟㻍㻍䊻䝅䝇䝔䝮䛾㐺⏝ᣑ኱䊻䛥䜙䛺䜛ప䝁䝇䝖໬• 100Mo(J,n)99Moї99mTcJ 㻿㻼㻱㻯㼀㻌㻌ཎᩱ㻔㻥㻥㻹㼛㻕䛿㍺ධ
౑⏝౛䛒䜚
68
67
㛤Ⓨ୰
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EC
70
68
68
• Ge(J,2n) Geї GaEJ㛤Ⓨ䛜ᮇᚅ
Done• 189Os(J,p)188ReEJ
㛤Ⓨ䛜ᮇᚅ
106
105
• Pd(J,p) RhEJ㌿⛣ᛶ㦵⭘⒆䛾⑊③⦆࿴౑⏝౛䛒䜚Inprogress
178
177
㛤Ⓨ୰
• Hf(J,p) LuEJ⚄⤒ෆศἪ⭘⒆
Future9190• Zr(J,p) Y
E ᝏᛶ䝸䞁䝟✀䛾ᨺᑕච␿἞⒪ ౑⏝౛䛒䜚
work
EͲ
154
153
153
• Sm(J,p) Pm ї Sm
E㦵㌿⛣ᕢ䛾⑊③⦆࿴
ᅜෆᮍᢎㄆ
86

0HGLFDO5,SURGXFWLRQ
H/LQDF YV5HDFWRU
EͲ
100Mo(J,n)99Moї99mTc J

EͲ
98Mo(n,J)99Moї99mTc

••EJ
• 68Zn(J,p)67Cu
EC• 70Ge(J,2n)68Geї68Ga EJ
• 189Os(J,p)188Re EJ
EͲ
Done
106
105
104
105
105Rh
• Pd(J,p) Rh EJ • Ru(n,J) RuїͲInprogressE• 178Hf(J,p)177Lu EJ • 176Yb(n,J)177Ybї177Lu
Futurework
E• 91Zr(J,p)90Y
EͲ
• 154Sm(J,p)153Pm ї153Sm E
䝷䜲䝘䝑䜽
↷ᑕ⿦⨨

5,SURGXFWLRQE\5HDFWRU ˟• 3G QJ 3Gൺ$JPG˟ 

• 6Q QJ 6Qൺ

6E

G\˟• *G QJ *Gൺ7E
PG˟• 3W QJ 3Wൺ$XPG˟• 7H QJ P7Hൺ7Hൺ,GP\˟• 7H QJ P7Hൺ7Hൺ,KPG˟• 6P QJ 6Pൺ(X,03257$1&(¾ 3URGXFWLRQRIDYDLODEOH5,
¾ 'HYHORSPHQWLQ
WKHQHZO\XVHP\87⚟ᓥཎⓎ஦ᨾ䛷ᨺฟ䛥䜜䛯ᨺᑕᛶ䜶䜰䝻䝌䝹䛾⏕ᡂ䝯䜹䝙䝈䝮䛾ゎ᫂⎔ቃ୰䛾ᨺᑕ⬟ởᰁ䛾≧ែ䚸 ї ᨺฟ᰾✀䛾኱Ẽ䚸㝣ᇦ䚸ᾏὒ䛻䛚䛡䜛ືែ䛾ゎ᫂ї ศ㔝ᶓ᩿ⓗ䛺⎔ቃືែ䛾Ꮫ⾡◊✲䛜ᚲ㡲ᮍ᮶ண 䚸⎔ቃᅇ᚟䜈ᐃᢏ⾡䛾㧗ᗘ໬䚸◊✲఍䛾๰ฟ

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89

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Si

4000

13.45㼼0.20 Bq(137Cs)

Counts

3000
2000

CsLα1

3ʅm

CsLβ1

1000

Fe
0

2000

4000

6000

Zn
8000

Energy / eV

ヨᩱID:DNS2䛾EDX䝇䝨䜽䝖䝹90

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㻯㼟

DNS2

㻯

㻿㼕

3ʅm

C
Si

AtomicConcentration
72.2
2.4

O
Cs
Fe
Al
Zn

23.5
0.9
0.5
0.2
0.4

Element

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㻻

㻭㼘

㻲㼑

EDX䛻䜘䜛ᚓ䜙䜜䛯 ヨᩱID:DNS2䛾ඖ⣲ศᕸCs,Si,Zn,O 䛿୍ᵝ䛻ศᕸ䚹
Fe䛸Al䛿䛭䜜䛮䜜␗䛺䜛㡿ᇦ䛻೫ᅾ䚹ᶍᨃᨺᑕᛶ䜶䜰䝻䝌䝹⏕ᡂᐇ㦂

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Cf⥺※

໬Ꮫ✀

粒径

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⮬Ⓨ᰾ศ⿣㻔sf㻕᰾✀⢏ᚄ⁐㉁䛾✀㢮䚸⃰ᗘ඲⾲㠃✚䛸௜╔⋡䛻┦㛵ᗄఱᏛⓗ䛺⾪✺䛻䜘䜛௜╔㐣⛬໬Ꮫⓗ䛺┦஫స⏝䛻䜘䜛௜╔㐣⛬

K. Takamiya et al., J. Radioanal. Nucl. Chem. 307 (2016) 2227-2230.

ᵝ䚻䛺⁐㉁䚸⁐㉁⃰ᗘ䜢⏝䛔䛯⁐ᾮ䜶䜰䝻䝌䝹䜈䛾FP䛾௜╔ᐇ㦂䜢⣔⤫ⓗ䛻⾜䛖⸮沢孔函拡散ドライヤ䜰䝖䝬䜲䝄䞊䜢⏝䛔䛶⁐ᾮ䜶䜰䝻䝌䝹䛾⏕ᡂリーク
加温㻯㻼㻯䛻䜘䜛⢏ᚄศᕸ䛾 ᐃ乾燥

フィルタ捕集粒径分布を表⽰㻰㻹㻭䛻䜘䜚ศ⣭䛧䛶ศ⣭䛫䛪䛻ከศᩓ

௜╔ᐇ㦂㻲㻼䜶䜰䝻䝌䝹ᤕ㞟 㻔㻟㻜㻌㼙㼕㼚㻕㻔㻣 㼙㼕㼚㻕
㻳㼑᳨ฟჾ䛻䜘䜛䃒⥺ ᐃ 㻔㻢㻜 㼙㼕㼚㻕

FPを付着

252Cf

N2
液滴の発⽣

CP
CPC
DMA
アトマイザーCDMA (Differential Mobility Analyzer) : ᚤศᆺ㟼㟁ศ⣭ჾ
CPC (Condensation Particle Counter) : จ㞟ᘧ⢏Ꮚィᩘჾ䝏䜵䞁䝞䞊 溶質の種類 : ︓NaCl
KCl䜶䜰䝻䝌䝹⢏Ꮚ䛾඲⾲㠃✚䛻ᑐ䛩䜛
RbCl
㻲㻼௜╔⋡䜢ẚ㍑䚸ホ౯௜╔⋡㻔㻑㻕 㻩

粒⼦計数

エアロゾルを分級

NaBr

NaI

KBr

KI

RbBr

RbI

⁐ᾮ䜶䜰䝻䝌䝹⢏Ꮚ䛻௜╔䛧䛯㻲㻼㻔㻝㻜㻠㼀㼏㻕䛾䃒⥺䛾ィᩘ⋡㻞㻡㻞㻯㼒⥺※䛛䜙䝏䜵䞁䝞䞊ෆ䛻ᨺฟ䛥䜜䛯㻲㻼㻔㻝㻜㻠㼀㼏㻕䛾䃒⥺䛾ィᩘ⋡×100(%)92

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N (S) =

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NS䠖㣬࿴䛧䛯㝿䛾FP䛾௜╔⋡ (%)
N (S)䠖䛒䜛⾲㠃✚䛾䛸䛝䛾FP䛾௜╔⋡ (%)

N
S

Attachment ratio [%]100
800.005 M
0.01 M
0.02 M

60
40
20
0 0
10

Saturated attachment ratio [%] Equilibrium constant, K [cm -2]⁐㉁䛤䛸䛾௜╔ᣲື䛾⃰ᗘ౫Ꮡᛶ䠄㻺㼍㻯㼘䠅

101
102
1032
Total surface area [cm ]ྛ⃰ᗘ䛷䛾⁐ᾮ䜶䜰䝻䝌䝹 㻔㻺㼍㻯㼘㻕䛾඲⾲㠃✚䛸㻝㻜㻠㼀㼏䛾௜╔⋡䛾┦㛵

104

0.03

ᖹ⾮ᐃᩘ
䠄K䠅

0.02
0.01
0

0.005 0.01

0.02

Concentration of sodium chloride [M]
100
90
80

㣬࿴௜╔⋡㻔Ns㻕

70
60
50
40

0.005 0.01

0.02

Concentration of sodium chloride [M]䜲䜸䞁䛸㓟⣲ཎᏊ(Ỉ)䛾ᐦᗘศᕸ
3.0

NaI Ỉ⁐ᾮ

2.5

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2.0㝜䜲䜸䞁䛻䜘䜛ᙳ㡪

1.5

I–

Na+

1.0

104Tc

0.5

density(arb.units)

0.0
3.0

0

2

4

6

8

NaBr Ỉ⁐ᾮ

2.5

10

12

14

SodiumBromide
Water

2.0

Br–

Na+

104Tc

NaCl ‫ د‬NaBr 䠘 NaI

0.5
0.0
3.0

㟼㟁ⓗ┦஫స⏝㝧䜲䜸䞁䛸䛧䛶Ꮡᅾ䛩䜛FP䜢ྲྀ䜚㎸䜏䜔䛩䛟
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1.5
1.0

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0

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NaCl Ỉ⁐ᾮ

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14

SodiumChloride
Water

2.0
1.5
1.0

104Tc

Cl–

Na+

0.5
0.0
0

ෆ㒊

2

4

6

8

z(Angstrom)

10

12

14

⾲㠃

NaCl

NaBr

NaI

Jungwirth P. et al., Chem. Rev. 106, 1259–1281, 2006

93

natUO 䜢⏝䛔䛯FP௜╔ᐇ㦂ᴫせ2
KUR(Kyoto University Research Reactor)䛻䜘䜚↷ᑕ䛧䛯ᶍᨃ⇞ᩱ(UO2)䜢⏝䛔䛶䚸⚟ᓥ஦ᨾ䛾㝿䛾⅔ෆ⎔ቃ䛻㏆䛔᮲௳䛷䛾ᐇ㦂䜢ᐇ᪋䚹

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40 min@5MW
(KUR)

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35
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電子線形加速器をツールとしたマルチ量子ビーム利用拠点の構築（京大原子炉 研究炉安全管理工学研究分野） 高橋俊晴
１．はじめに実験所の電子線形加速器は 2 本の進行波型加速管を持ち、小型ライナックとしては世界的にも珍しい、波長の長い L バンド周波数（1.3 GHz）の大電力マイクロ波で電子を加速する装置である。発生できる電子ビームのエネルギーは 6～46 MeV、パルス幅は 2 ns
～4μs、パルスの繰返し 1～360 Hz となっており、
シングルバンチの発生も可能であるなど、広い可変範囲を持つことが特徴の一つとなっている。最高ビームパワーは 10 kW であり、平均電流 330μA は小型
ライナックとしては国内最高である。定常中性子源
である研究炉と相補うパルス状中性子源として 1965年に設置されたが、現在では多種多様な量子ビーム源として広く利用されている。現在、より充実した拠点構築に向け下記の施策を実施している。
(1) 設置から 50 年経過した加速器を安定に運転・維持するため、監視モニター増設などによる異常の早期発見、予防保全。
(2) シングルユーザーマシンであるライナックにおいて効率よく実験の切り替えを行うための、実験体系やターゲットの改良。
(3) 利用課題が増える中で利用可能なマシンタイ
ムを増やすため、10MeV 以下の運転を RI で承認された運転時間（1080 時間／3 か月）とは別にする変更
申請の検討。
以下に、量子ビームごとの利用の概略を述べる。
２．パルス中性子利用
30 MeV 電子ビームをタンタルターゲットで止める
際に発生する制動放射線がターゲット内部で起こす
核反応(γ, n)反応で生じた高速中性子を、ターゲッ
ト周囲に置かれた水などの減速材で熱中性子に減速して利用する。10 m と 12 m の飛行距離を持つ中性子飛行管を使った中性子飛行時間分析法に加え、国内で唯一設置されている、鉛ブロック 1,600 個を積み上げた鉛減速時間スペクトロメータを使った中性子減速時間法も利用可能である。

４．制動放射 X 線利用
白金ターゲットからの制動放射線を使って、原子炉では製造することが難しい中性子不足核種といった放射性同位元素(RI)を製造し、環境トレーサやメスバウアー分光装置の線源として利用している。また、がんの PET 検査に代表される医療用 RI を効率よく製造する方法の研究開発のほか、光放射化分析法
による微量元素の分析も行われている。
５．THz 帯ミリ波帯放射光利用
高エネルギーの電子ビームを磁石で曲げるなどの加速度を与えると放射光が発生するが、ライナック
における短バンチビームでは、ミリ波からテラヘル
ツ波の波長領域においてコヒーレント放射光と呼ばれる、他の光源では得られない大強度の放射光が利用でき、生体関連物質を中心とした顕微イメージン
グ分光、光物性、テラヘルツ波照射影響などの研究が行われている。
６．超微弱ビーム電子線利用
加速管内にマイクロ波を投入した時に電界電子放出により発生する暗電流を利用する。1 pA 以下の超微弱ビームも発生でき、人工衛星などに搭載する検出器開発や、電子部品の耐放射線の研究が行われている。現在運用中のジオスペース探査衛星（宇宙航空研究開発機構 JAXA）に搭載されている高エネルギ
ー電子検出器の性能試験が行われたほか、J-PARC において計画されているミュオン電子転換過程探索実験に用いる電子検出器の開発試験、木星系氷衛星探査機搭載レーザー高度計受光部の開発試験が行われている。

３．電子線利用金属が強い放射能を浴び続けると原子配列に欠陥ができ脆くなるが、そのデータを次世代金属材料開発の基礎とするため、各種材料に電子線を照射し、欠陥の生成・消滅の様子や、欠陥の導入による材料
物性の変化を詳しく調べる研究が行われている。この電子線照射には、照射試料が強い放射能を帯びないよう 10 MeV 以下の低エネルギー電子ビームが使われ、試料の照射温度も 300 度からマイナス 200 度までの間を制御することができる。
Construction of base for multi-quantum beam utilization with electron linear accelerator
Toshiharu Takahashi,
takahasi@rri.kyoto-u.ac.jp95㟁Ꮚ⥺ᙧຍ㏿ჾ䜢䝒䞊䝹䛸䛧䛯䝬䝹䝏㔞Ꮚ䝡䞊䝮฼⏝ᣐⅬ䛾ᵓ⠏䠄඲యሗ࿌䠅
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10MeV௨ୗ䛾㐠㌿䜢RI䛷ᢎㄆ䛥䜜䛯㐠㌿᫬㛫䠄1080᫬㛫䠋3䛛᭶䠅䛸䛿ู䛻䛩䜛ኚ᭦⏦ㄳ㟁Ꮚ䝡䞊䝮䛾௙ᵝ≉㛗L䝞䞁䝗䛿ᅜෆ2᪋タ䛾䜏

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電子ライナックによる高強度コヒーレントテラヘルツ光源の特性と先端科学への応用（阪府大、京大炉 1）奥田修一、田中良晴、高橋俊晴 1

２．実験方法と結果：代表的な電子ビームの条件は、エネルギー42 MeV、マクロパルス幅 47 ns、パルス繰
り返し 60 Hz であった。CTR の照射・吸収分光測定
系全体の概念図を図 1 に示す。アルミニウム箔から後方に放射された CTR を、光学窓を通して立ち入り可能な実験室へ輸送し、これを直径約 8 mm のコリ
メータの位置に集光した。分光器は Martin-Puplett 型干渉計で、検出器は液体ヘリウム冷却シリコンボロ
メータである。光を分割して試料への照射と吸収分
光測定を同時に行うことができる。研究の高度化に向けて、単パルスビームの利用、コヒーレントシン
クロトロン放射（CSR）の利用も検討している。
CTR 光源の光パルス幅は、約 3 ps と推定される。
図 2 に示すスペクトルは、波数約 7 cm-1 においてピークを持ち、テラヘルツ（THz）領域に広く分布していて、安定である。このスペクトル形状を決める
主な要因は、電子バンチ形状で、光路における吸収等の影響もある。光源強度は、ピーク付近で約 10-7
W/0.1%b.w.と推定される。以前の測定で、高圧水銀灯の約 10000 倍の光強度が得られている。ただ、パルスのピークにおける強度の比較を行うと、両者にはさらに大きな差がある。4-13 cm-1 の範囲において、
全測定時間約 30 分間の光強度の変動による誤差は±2-3％に収まり、非常に安定なスペクトルが得られた。この誤差はさらに改善することが可能である。
これまでの利用実験で、種々の物質に対して吸収分光を行い、一部非線形効果と推定される現象を観測した。また生物試料に対して照射実験を行っている。このような光源は世界でもほとんどなく、光源のさらなる高度化による利用拠点を構築することによって、極めて高いパルスピーク強度に起因する新しい現象の探索と、このような作用の過程の解明が必要である。現在単極の半サイクル光のための CSRの利用も検討している。
加速器室

実験室
遮へい壁

電子ライナック
ps～ms
パルスビーム

干渉計

光検出器
ロックイン
アンプ
試料
コリメータ

加速器
トリガー

放射光源
（CTR, CSR）

図 1. 光照射と吸収分光測定系の概念図.
1

相対光強度

１．はじめに：高エネルギー電子バンチから放射されるコヒーレント遷移放射（CTR）は、極めて高い
パルスピーク強度が特徴である。この高強度光の利用で、非線形現象の観測が期待される。また物質中にパルス電場を与えて、電子や極性分子を制御できる可能性がある。しかしこの研究に必要な知識や技術の特殊性から研究施設は限られ、ほとんど研究が行われていない。われわれはこれまで、京都大学原子炉実験所（KURRI） L バンド電子ライナックにより独自に開発された CTR 光源[1-3]を利用して、様々な物質に対する吸収分光測定や照射実験を行ってきた。光源は、非常に高強度で安定しており、利用特性が優れている。この CTR 光源の特性の詳細、吸収分光測定や照射実験の結果について報告し、今後の利用研究拠点の構築について検討を行う。

1回目
2回目
3回目

0.5

4回目

0
0

5

10

15

20

25

波数[cm-1 ]図 2. 光源としての CTR スペクトルの測定結果（4 回の重ね合わせ）.
３．おわりに：今後加速器や光源の特性を高性能化して、利用拠点を構築し、広い研究分野において、非線形現象を初めとする新しい現象の探索とその過程の解明を行う計画である。また、そのために様々な研究分野の利用研究者に協力を求める。
本研究は、KURRI の共同利用研究として行われた。
また主として、平成 27-29 年度 JSPS 科研費 15K04733の助成を受けた。
参考文献[1] T. Takahashi, J. Particle Accelerator Soc. Japan 2(2005) 11-15.
[2] S. Okuda and T. Takahashi, Infrared Phys. Technol.
51 (2008) 410.
[3] S. Okuda and T. Takahashi, J. Jpn. Soc. Infrared Sci.
& Technol. 25 (2016) 49.

Characteristics of the high intensity coherent terahertz light source by the electron linac and its applications in the advanced science
Shuichi Okuda
okuda@riast.osakafu-u.ac.jp104㔞Ꮚ䝡䞊䝮䛸᰾⛉Ꮫ䛾㠉᪂ⓗ」ྜ฼⏝䛻䜘䜛ඛ➃ⓗ≀㉁⛉Ꮫ䞉ศᯒ◊✲ᣐⅬ䛾ᵓ⠏㟁Ꮚ䝷䜲䝘䝑䜽䛻䜘䜛㧗ᙉᗘ䝁䝠䞊䝺䞁䝖䝔䝷䝦䝹䝒ග※䛾≉ᛶ䛸ඛ➃⛉Ꮫ䜈䛾ᛂ⏝኱㜰ᗓ❧኱Ꮫ◊✲᥎㐍ᶵᵓ ᨺᑕ⥺◊✲䝉䞁䝍䞊ඹྠ◊✲ 㧗ᶫಇᬕ ඛ⏕ዟ⏣ಟ୍㻷㼁㻾㻾㻵ඹྠ฼⏝◊✲䝁䝠䞊䝺䞁䝖ᨺᑕ䛾≉ᚩ䛸䝔䝷䝦䝹䝒ග※◊✲䛾⤒⦋䛸ୡ⏺䛻䛚䛡䜛఩⨨䛵䛡ᐇ㦂⿦⨨䛸ග※䛾≉ᚩ䛣䜜䜎䛷䛾◊✲䛾୺䛺ᡂᯝ◊✲ᣐⅬ䛾ᙧᡂ䛻ྥ䛡䛶ᩓ‫܇‬ȓȸȠƔǒƷƞǇƟǇƳʚഏȓȸȠ

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112

KUR REPORT OF
KYOTO UNIVERSITY RESEARCH
REACTOR INSTITUTE
発行所
発行日
住所

京都大学原子炉実験所
平成 30 年 2 月
大阪府泉南郡熊取町朝代西 2 丁目
TEL（072）451- 2300

掲載された論文等の出版権、複製権および公衆送信権は原則として京都大学原子炉実験所に帰属する。
本誌は京都大学学術情報リポジトリに登録・公開するものとする。 http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/