Yield of OH radicals in water under heavy ion irradiation; Dependence on mass, specific energy, and elapsed time

重イオン照射下水中OHラジカル収率; 質量,比エネルギー及び時間依存性

田口 光正; 小嶋 拓治

Taguchi, Mitsumasa; Kojima, Takuji

OHラジカルとの反応速度定数が大きいフェノールを選び、その水溶液にAVFサイクロトロンからの50MeV He及び220MeV C, 350MeV Neイオンを照射した。照射後、液体クロマトグラフィーにより、3種類の構造異性体を持つ酸化反応生成物(ハイドロキノン,レソルシノール及びカテコール)について、定性・定量分析を行った。これら生成物収量について、水中で進行方向に連続的に減弱するエネルギーを関数として微分解析し、各生成物の収率(微分G値)を求め、それとの比例関係からOHラジカルの微分G値を求めた。この結果、OHラジカルの微分G値は、個々のイオンについて水中における比エネルギーが減少するに伴い小さくなることがわかった。また、等しい比エネルギーで比較した場合、イオンの質量の増加に伴い微分G値が小さくなることがわかった。平均反応時間1.5から300nsの間では、微分G値はイオン照射直後では比較的大きな値を示したが、時間経過に伴い小さくなった。以上から、これら核種及び比エネルギー,時間がイオン照射特有の反応を解析するうえで、重要なパラメータであることがわかった。

Dependence of yields of OH (hydroxyl) radicals on the mass and specific energy of heavy ions and elapsed time after irradiation was investigated to understand chemical reactions of aqueous solutions. The yields of irradiation products of phenol super-linearly increased with the incident energy of He, C and Ne ions ranging from 2 to 18 MeV/u. The yields of the OH radicals were estimated by analyzing the yields of the irradiation products of phenol. The yields of the OH radicals increase with the specific energy for each ion, but decrease both with the mass of each ion at the same specific energy and elapsed time after irradiation.