New apparatus AIDA-II for aqueous chemistry of the heaviest elements

超重元素の水溶液化学のための新実験装置AIDA-II

塚田 和明  ; 笠松 良崇*; 浅井 雅人  ; 豊嶋 厚史; 石井 康雄; 當銘 勇人*; 永目 諭一郎 

Tsukada, Kazuaki; Kasamatsu, Yoshitaka*; Asai, Masato; Toyoshima, Atsushi; Ishii, Yasuo; Tome, Hayato*; Nagame, Yuichiro

超重元素の化学研究では生成量が少なく寿命の短い同位体を研究対象として扱うため、短い時間で効率の良い分離・測定を行う必要がある。105番元素ドブニウム(Db)の化学研究での研究対象は、Cm(F, 5n)反応で生成する半減期34秒の同位体Dbの生成量は0.25原子/分であり、実験データの統計を十分に得るには、その半減期以内で測定を開始することが望まれる。また、水溶液中における溶存状態研究などの研究では、化学分離後に線測定を行うため、溶液を乾燥し線を観測可能にする必要がある。そこで、数百マイクロリットルの溶液量で液体クロマトグラフが可能な超小型の化学分離装置と、連続的に溶液試料を乾燥し線を測定可能な複合実験装置AIDA-IIを新たに開発した。この結果、同装置を利用すると測定開始までに最短で20秒程度にすることに成功し、Dbのような短寿命核種を対象にした溶液中のカラムクロマトグラフ実験と線測定を、80秒サイクルで繰り返し実行できるようになった。発表では本実験装置の紹介とDb実験での線測定結果等について報告する。

Aqueous chemistry of element 105, dubnium (Db), is now being performed at JAEA. The nuclide 34-s Db is produced in the Cm(F, 5n) reaction with the production rate of about 0.25 atoms per min. To obtain more accurate data with high statistics, we have developed a new device, AIDA-II (Automated Ion-exchange separation apparatus coupled with the Detection system for Alpha-spectroscopy), based on a continuous sample preparation and detection system, i.e., continuous collection and evaporation of effluent, and successive -particles measurement. The sample preparation is accomplished within 20 s, and AIDA-II enables us to perform cyclic discontinuous column chromatographic separations of short-lived nuclides in aqueous solutions and automated detection of -particles within a typical cycle of about 80 s. In the conference, we will present the new device and a result of -particle detection in the Db experiment.