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Determination of the time-dependent OH-yield by using a fluorescent probe; Application to heavy ion irradiation

ケイ光プローブを利用したOH収量及びその時間挙動の測定; 重粒子線照射への利用

Baldacchino, G.*; 前山 拓哉*; 山下 真一; 田口 光正; 木村 敦; 勝村 庸介; 村上 健*

Baldacchino, G.*; Maeyama, Takuya*; Yamashita, Shinichi; Taguchi, Mitsumasa; Kimura, Atsushi; Katsumura, Yosuke; Murakami, Takeshi*

高エネルギー重粒子線による水の放射線分解で生成される$$^{bullet}$$OHをHPLC-ケイ光測定により検出した。$$^{bullet}$$OHのプローブとしてクマリン-3-カルボキシル酸(3CCA)を用いた。このCCAは$$^{bullet}$$OHとの反応の後、ケイ光物質7-hydroxy-coumarin-3-carboxylic-acid (7OH-3CCA)を生成する。7OH-CCAの検出下限は1nMよりも低いため、放射線分解収量が2$$times$$10$$^{-9}$$mol/Jという高い感度で測定できた。4.8-GeV-$$^{12}$$C$$^{6+}$$及び20-GeV-$$^{40}$$Ar$$^{18+}$$照射時の$$^{bullet}$$OH収量をnsから$$mu$$sの間で測定し、$$^{bullet}$$OH収量はそれぞれ2.8$$times$$10$$^{-7}$$から1.3$$times$$10$$^{-7}$$mol/J(LET 11eV/nmの$$^{12}$$C$$^{6+}$$)と1.5$$times$$10$$^{-7}$$から0.9$$times$$10$$^{-7}$$mol/J(LET 90eV/nmの$$^{40}$$Ar$$^{18+}$$)と推移した。これらの結果は文献値とよく一致した。

This paper reports a sensitive method using HPLC-fluorescence detection of $$^{bullet}$$OH in liquid water under high-energy heavy-ion irradiation. The coumarin-3-carboxylic-acid (3CCA) molecule was selected for probing $$^{bullet}$$OH and providing the fluorescent 7-hydroxy-coumarin-3-carboxylic-acid (7OH-3CCA). Since the concentration limit achievable is better than 1 nM, the radiolytic yields were determined with a sensitivity of 2$$times$$10$$^{-9}$$ mol/J for 4.8-GeV-$$^{12}$$C$$^{6+}$$ of and 20-GeV-$$^{40}$$Ar$$^{18+}$$ in the ns time-range. They decrease with the linear energy transfer from 2.8$$times$$10$$^{-7}$$ to 1.3$$times$$10$$^{-7}$$ mol/J ($$^{12}$$C$$^{6+}$$ of 11 eV/nm) and 1.5$$times$$10$$^{-7}$$ to 0.9$$times$$10$$^{-7}$$ mol/J ($$^{40}$$Ar$$^{18+}$$ of 90 eV/nm) which is in agreement with the literature data.

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分野:Chemistry, Physical

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