気相中における無担体放射性ヨウ素とアスタチンの化学種同定に向けたキャビティリングダウン分光装置の開発

Development of cavity ring-down spectroscopy apparatus for chemical identification of carrier-free radioiodine and astatine in gas phase

豊嶋 厚史; 青柳 登   

Toyoshima, Atsushi; Aoyagi, Noboru

無担体放射性トレーサーは様々な分野で利用されているが、その微量さのため分光法により化学形を同定するのは難しく、これまで報告されたことはない。本研究では、放射性ヨウ素とアスタチンに着目し、気相中における化学種同定法として高感度のキャビティリングダウン分光(CRDS)装置の開発を行っている。本装置では、二つの高反射率ミラーで挟まれた光学キャビティ内でパルスレーザー光を数万回以上往復させ、キャビティ内に導入したヨウ素やアスタチンの吸光を行う。レーザー光はミラーでの反射の際に少しずつ外に漏れだすが、往復する度にレーザー光は弱くなり漏れ出し光も弱くなる。また、ヨウ素やアスタチンが光路上に存在し、レーザー波長がそれらの吸収波長に該当する場合、レーザー光はそれらに吸収される。これらの過程によって漏れ出し光は減衰として観測され、ブランク測定と試料測定における減衰寿命の差から、該当波長での吸光係数が得られる。波長を変化させて吸光係数を調べることで化学種を同定することができると考えられる。討論会では装置開発の現状について報告する。

Although carrier-free radiotracers are utilized in lots of research fields, their chemical forms have not been identified by UV/vis. spectroscopy because of their micro quantities. In this study, we are developing an apparatus for cavity ring-down spectroscopy to perform absorption spectroscopy of radioiodine and astatine in a gas-phase. With this apparatus, ultra-sensitive absorption measurement is realized by making injected pulse-laser go back and forth tens of thousand times between facing mirrors. Intensity of laser in the cavity becomes weaker by its escaping through the mirrors and by absorption by samples. Absorption coefficients are obtained from difference in the life-time of escaped light between blank and sample measurements. Chemical species are expected to be characterized by measuring absorption coefficients at various wavelength and comparing these with known spectra and theoretical calculations. In the symposium, present status of the development will be reported.