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SbLechner, S.*; 宮城 宇志*; Xu, Z. Y.*; Bissell, M. L.*; Blaum, K.*; Cheal, B.*; Devlin, C. S.*; Garcia Ruiz, R. F.*; Ginges, J. S. M.*; Heylen, H.*; et al.
Physics Letters B, 847, p.138278_1 - 138278_9, 2023/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Astronomy & Astrophysics)不安定核を含むアンチモン同位体Sbの磁気モーメントと電気的四重極モーメントをレーザー分光を用いて測定した。現象論的な相互作用と有効演算子を用いた殻模型計算によって測定値をよく再現することができた。第一原理に基づいたVS-IMSRG法による殻模型計算では、磁気モーメントは現象論的な有効演算子を用いればよく実験値を再現するものの、電気的四重極モーメントについては有効電荷を用いても現象論的な相互作用を用いた計算ほどには実験値を再現することができなかった。
大図 章; 舘 義昭; 有田 裕二*
レーザー研究, 42(12), p.913 - 917, 2014/12
マイナーアクチニドを含む金属核燃料の合金製造時でのるつぼ内の合金溶融表面及びその表面からの蒸発物質のその場元素組成分析を目的として、レーザー誘起ブレークダウン分光分析法を合金製造過程に適用した。ジルコニウム, 銅, サマリウム、及びセリウムを模擬金属として使用した試験では、るつぼ温度に依存して溶融合金表面の元素組成が変動することが観測された。また、るつぼ温度の上昇に従ってるつぼ表面からの蒸発物質の元素組成をも同時に測定することができた。これらの適用試験により、レーザー誘起ブレークダウン分光分析法が合金製造過程の組成調査やるつぼ内の合金の挙動の解明に役立つことが示された。
長島 章
日本物理学会誌, 56(3), P. 207, 2001/03
日本物理学会から依頼された「レーザー測定」(丸善,実験物理学講座9)の紹介記事である。レーザーの利用分野、分光測定法などの実験でのレーザー測定についての内容を簡易に紹介した。
and KY
F
Wells, J. P.*; 杉山 僚; Han, T. P. J.*; Gallagher, H. G.*
Journal of Luminescence, 87-89, p.1029 - 1031, 2000/05
被引用回数：10 パーセンタイル：47.77(Optics)サイト選択によるレーザー誘起蛍光分光法を、サマリウム元素をドープしたLiYFとKYF結晶に適用し、母結晶の違いによる分光特性の変化を測定した。LiYF母結晶の場合には、ほとんどのサマリウム元素が3価のイオンとしてS対称のイットリウムのサイトに置換されることが確認された。これに対して、KYF母結晶の場合には、3価のイオンとして置換される予想とは大幅に異なり、ほとんど2価のイオンとしてC
に近似したイットリウムのサイトに置換されることが測定された。これは、フッ素イオンの欠損による電荷補償効果によって、通常の結晶育成法においても形成されることを示す。さらにKYF母結晶の場合には、150K以下の低温状態において
D
第一励起準位を介在した2光子吸収により上準位へ励起された後に、D、D
、D
準位から基底準位へのアップコンバージョン(500~625nm)光を初めて観測した。
大場 正規; 赤岡 克昭; 宮部 昌文; 若井田 育夫
JAERI-Research 99-044, 16 Pages, 1999/07
JAERI-Research-99-044.pdf:0.73MB
Uを含む回収ウランの同位体シフトをレーザー誘起蛍光法により測定した。8本の2eV付近の偶準位及び3本の4eV付近の奇準位について測定し、
U,U,
Uの同位体シフトが得られた。4eV準位の測定ではドップラーフリー2光子吸収法を用い、Uの超微細構造も同時に解析することができた。また、3本の遷移について
Uも観測された。
using laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS)大場 弘則; 佐伯 盛久; 伊藤 主税; 高野 公秀; 赤岡 克昭; Thornton, B.*; 作花 哲夫*; 若井田 育夫
no journal, ,
福島第一原子力発電所の事故炉内部の、特に溶けた燃料の状態を調べることは、廃炉の作業を進めるうえで最重要課題のひとつになっている。本研究では、水没した燃料デブリを想定し、可搬型ファイバLIBS装置を用いて水中の模擬デブリ(U,Zr)Oからのレーザーブレークダウン発光を、放射線損傷を受けない波長範囲(730-1100nm)で計測した。その結果、750-870nmの波長域において、ウランとジルコニウムの発光スペクトルが干渉無しで観測できることを見出した。また、ジルコニウムとウランの混合比を変化させた試料を用意して発光強度比と混合比の関係を調べ良好な線形性を確認することができた。
青柳 登; 渡邉 雅之; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*
no journal, ,
ウラン化合物は原子価や配位子場によってさまざまに発色する。われわれは近年ウラン含有イオン液体、[Cnmim][U
O(NCS)
](1-アルキル-3-メチルイミダゾリウム ウラニルペンタキスイソチオシアネート)がサーモクロミズムを有することを見出した。さらに、4価のウランハロゲン化合物(UX)を固気反応によって合成したところ、四ハロゲン化物はUF(青緑), UCl(緑色), UBr(深緑色), UI(暗紫色)と顕著な発色を有する粉体として得られた。これらの純度は高くないため、高純度の物質の色を決定するには精製が必要である。一方で、ウランの発光については、多くは発光強度の大きい6価錯体に関する研究であり、発光強度の小さい4価錯体を溶液中で研究した例は極めて少ない。したがって十分に精製し、不純物を除いた試料を出発物質としたうえで、より発光効率の良い4価の錯体を合成し、蛍光スペクトル・蛍光寿命を測定することが求められる。本研究では、UClの合成・精製方法を改めて検討しなおし、光学的純度の高い試料を作成し、その時間分解型レーザー誘起発光スペクトルを得ることを目的として研究を行った。
線照射環境下でのレーザー誘起ブレークダウン分光大場 弘則; 佐伯 盛久; 岩撫 暁生*; 若井田 育夫; 伊藤 主税
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所廃炉措置において、その炉内状況を調べることは最重要課題の1つである。炉内では溶融落下した燃料デブリが水中に沈んでいると予想され、その位置や成分等の情報が廃炉作業を進める上で不可欠である。我々はレーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)と光ファイバ伝送システムを組み合わせて、高放射線環境対応の可搬型ファイバ伝送LIBS装置を開発し、高放射線照射時の光透過特性およびLIBS分析特性を調べた。その結果、高水酸基ドープ耐放射線性ファイバを利用することで、高放射線場でも元素組成分析が可能であることを確認し、本技術の炉内観察への適用性を実証した。
村上 洋
no journal, ,
ナノメートルスケールの微小液滴を保持する逆ミセルは、水の構造・ダイナミクスに及ぼす空間拘束効果を 調べるだけでなく、また、その微少液滴中に蛋白質などを可溶化することができるため、細胞類似環境下での生体 高分子や水の状態を調べるために有用な系である。逆ミセル中の水や生体高分子を調べるために、以下様々な分光法を適用した。(1)近赤外分光では、逆ミセル中の水分子のOH伸縮振動スペクトルを指紋スペクトルとして用い、蛋白質分子を導入した逆ミセルの構造パラメータを決定するモデルを提案し、そのモデルから導出された逆ミセル サイズが、X線小角散乱などにより決定されたサイズと良い一致を示した。(2)逆ミセルの溶媒が無極性のために溶 媒によるテラヘルツ波の吸収が格段に小さいことに着目し、逆ミセル中の蛋白質分子のテラヘルツ吸収スペクトル を導出することに成功した。(3)蛋白質分子導入逆ミセル内に色素プローブを導入し、フェムト秒時間分解蛍光分光 を適用し、逆ミセル内のダイナミクスにフェムト秒からナノ秒に渡って時定数の異なる5成分の緩和過程が存在することを明らかにした。
大場 弘則; 佐伯 盛久; 伊藤 主税; 高野 公秀; 赤岡 克昭; Thornton, B.*; 作花 哲夫*; 若井田 育夫
no journal, ,
福島第一原子力発電所廃炉措置において、炉内状況を調べ、溶融落下物等の位置や成分等の情報を得ることは廃炉作業を進める上で不可欠である。そこで光ファイバを活用したレーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)技術により、水中での炉内構造材と核燃料物質との識別についてその可能性を調べた。その結果、放射線環境下での光ファイバの透過波長帯域(700
900nm)において、スペクトル干渉が見られず、U, Zr, Fe等の元素スペクトルが容易に判別、観測可能な発光線が存在することが確かめられた。また、重量比と発光強度比の関係においては優れた直線性が確認できた。これらの結果は、構造材と核燃料物質の識別にLIBSが適用可能であることを示すとともに、定量分析の可能性を示唆するものである。
村上 洋
no journal, ,
逆ミセルは、無極性溶媒中で界面活性剤分子の自己組織化により形成され、ナノメートルスケールの球殻の中に水を含む。逆ミセルのサイズは実験的に制御可能であり、蛋白質分子や水溶性分子などをその中に溶かすことが可能である。そのため、逆ミセルを用いて、水や導入分子の物性のナノ空間拘束効果がこれまで広範に調べられてきた。最近我々は、半径1nm程度の逆ミセルにおいて、導入色素分子の周りの水の拡散運動が室温付近で凍結しており、また、水媒質の格子緩和エネルギーが逆ミセル中の水分子数の少なさに起因して小さい事を示した。色素分子の周りがガラス的であれば永続的ホールバーニングが可能であり、また、小さな格子緩和エネルギーは、ホールスペクトル幅の先鋭化に導くと考えられる。これは、液体中室温光記録の実現に導くかもしれない。波長可変レーザーを光源とし、ダブルビーム光学系を組み多チャンネル検出器付き分光器を用いて分光測定を行った。色素分子ローダミンでホールバーニングが起こりスペクトル幅の励起波長依存性が見られた。ガラス高分子中色素分子や他の色素分子を用いた結果と合わせ議論する。
飯村 秀紀
no journal, ,
核子間の3体力が原子核半径に与える影響についての理論計算が最近なされたことにより、これを実験的に検証することが強く望まれている。高分解能レーザー分光は、現在のところ、不安定核種の核荷電半径を測定するほとんど唯一の方法である。講演では、不安定核種をレーザー分光する実験手法と、得られた同位体シフトから核荷電半径の変化量を決定する過程について解説する。また、世界の放射性核種ビーム施設で行われているレーザー分光実験の現況をレビューする。これらを基に、3体力の核荷電半径への効果を確認するのに、理化学研究所RIBF施設でどのようなレーザー分光実験をしたらよいかについて議論する。
日下 良二; 渡邉 雅之
no journal, ,
溶媒抽出法はランタノイドの極めて重要な分離・精製法である。抽出に一般的に使用されるジ-(2-エチルヘキシル)リン酸(HDEHP)のような抽出剤は、両親媒性で界面活性であるため、溶媒抽出の際に有機相/水相の界面に集まる。したがって、有機相/水相界面は抽出剤との錯形成反応や有機相への移行反応が起こる重要な反応場である。しかしながら、実験的な困難さから、これまで溶媒抽出の際に界面で何が起こっているのかについての詳細は分かっていない。本研究では、ヘテロダイン検出振動和周波発生(HD-VSFG)分光法という二次の非線形振動分光法を用いることによって、HDEHP単分子膜/水界面において形成したHDEHPと三価のユウロピウム(Eu
)錯体の構造を調べた。その結果、界面でEuはHDEHPだけでなく水分子に配位された構造の錯体を形成していることを示した。この結果は、Euの溶媒抽出において、界面に到達したEuは、抽出剤と水に配位されたような特殊な構造の錯体を形成した後に、有機相に抽出されてゆく、という溶媒抽出機構を示唆している。
大場 弘則; 赤岡 克昭; 若井田 育夫; 大内 敦*; 水迫 文樹*; 栄藤 良則*; 鳥丸 忠彦*
no journal, ,
原子力発電所事故で発生した燃料デブリの遠隔検知のために光ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光(ファイバーLIBS)分析技術を開発している。今回、ウラン-ジルコニウム混合模擬燃料デブリの分析にLIBSを適用して定量性の評価を調べた。また、ウラン含有混合反応物についての分析性能を調べた。その結果、ウラン-ジルコニウム重量比に対するスペクトル強度比に良好な相関が得られ、定量分析への一定の見通しを得た。また、ウラン含有混合酸化物ではレーザー照射スポット部位によって組成比が異なることから、SEM-EDSによる元素組成比とLIBS強度比の比較を行ったところ概ね一致することがわかった。
飯村 秀紀
no journal, ,
短寿命不安定核の電子散乱実験施設SCRITが理化学研究所で完成し稼働を開始した。電子弾性散乱では不安定核の電荷密度分布が決定される。不安定核の荷電半径を決定するには、レーザーを用いて同位体シフトを精密に測定することがこれまで唯一の方法であったが、新たに電子弾性散乱が加わることになる。同位体シフトから同位体間の平均二乗荷電半径の変化量を導出するには、原子構造に依存する因子が必要である。この因子を精度よく計算するのは困難で、これによって同位体シフトから導出した核荷電半径にはある程度の不確かさが含まれる。電子弾性散乱から得られる結果と組み合わせることで、こうした不確かさが解消されることが期待される。講演では、世界の放射性ビーム施設で行われているレーザー分光実験の現況をレビューする。それを踏まえて、SCRITでどのような電子散乱実験をしたらよいかについて議論する。
宮部 昌文; 大場 正規; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
アクチノイド元素や核分裂生成物を含む高放射性物質の遠隔分析は、福島第一原子力発電所の廃炉に必要な技術である。しかし、強い放射能のため、分析試料を分析技術者が直接扱うことは困難で、従来の放射化学分析は適用困難と考えられる。そこで我々は試料の前処理を要しない、レーザーアブレーションを用いる分光学的手法による遠隔分析法を開発している。試料に強いレーザーパルスを照射すると、一部が蒸発して単原子種に分解され、アブレーションプルームが形成される。着目同位体の共鳴周波数に同調させた別のレーザビームをそのプルームに導入すると、着目同位体だけがレーザ光を吸収するため、同位体毎の吸収量の比較から同位体比が決定できる。ドップラー効果やシュタルク効果などの影響を低減させて、高感度でかつ同位体分解能も高い分析を実現するには、実験条件の最適化が必要である。そこで、我々は様々な実験条件で吸収スペクトルを測定し、スペクトル幅や吸収量の変化を調べた。またアブレーションからの時間を変えて撮影したプルームの蛍光画像から、より高感度を得るための実験条件を決定した。得られた最適条件を用いて、UやPuの分析性能を評価することで、本分析法が廃炉関連物質の同位体分析に適用可能であることを示した。
田島 美典*; 高峰 愛子*; 飯村 秀紀; 和田 道治*; Schuessler, H. A.*; 上野 秀樹*
no journal, ,
不安定原子核(RI)ビームに対するコリニアーレーザー分光は、原子準位の同位体間でのシフトや超微細構造分裂を測定することにより、基底状態や長寿命励起状態にある原子核の荷電半径,電磁気モーメントなどを決定することができる。しかしながら、高融点元素などについてはRIビームを生成することが困難であることから、これまでこうした元素の不安定同位体のコリニアーレーザー分光は行われてこなかった。一方、理研RIBFで建設中のSLOWRI施設では、ほぼ全ての元素のRIビームが供給可能となる。そこで、我々はSLOWRI施設でコリニアーレーザー分光を行う開発を進めている。既にBaの安定同位体で同位体シフトや超微細構造が精度よく測定できることを確認した。RIでは安定同位体に比べてイオンビームの強度が極端に小さくなるため、現在、RIの測定に向けてイオン・フォトン同時計数などによる測定感度の向上に取り組んでいる。
宮部 昌文; 岩田 圭弘; 長谷川 秀一*
no journal, ,
レーザーアブレーションは材料加工や物質創成など多くの分野で応用が研究されている。福島の廃炉でも、強い放射能を有する燃料デブリ等の遠隔分析に、アブレーション発光に基づくレーザー誘起ブレークダウン分析法(LIBS)の利用が見込まれている。しかし核種組成が必要な場合には、LIBSだけでは十分な核種分解能が得られないことが危惧される。そこで本研究では、減圧ガス中で冷却させたレーザープラズマに2本の共鳴レーザー光を対向照射し、原子を2段階共鳴励起することで生じる高励起状態からの共鳴蛍光を分光することで、アブレーション原子源を用いた高分解能分光計測を試みた。その結果、従来のアブレーション共鳴分光によるCaの線幅が約2GHzであるのに対して、ドップラーフリー分光による線幅はその数10分の1以下にまで狭帯化できることが分かった。これにより、従来は計測困難だった同位体シフトの小さい核種でも、遠隔核種分析の可能性を示すことができた。
