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園田 哲*; 片山 一郎*; 和田 道治*; 飯村 秀紀; Sonnenschein, V.*; 飯村 俊*; 高峰 愛子*; Rosenbusch, M.*; 小島 隆夫*; Ahn, D. S.*; et al.
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2019(11), p.113D02_1 - 113D02_12, 2019/11
被引用回数：1 パーセンタイル：11.4(Physics, Multidisciplinary)理化学研究所の不安定核ビーム施設(RIBF)では、入射核破砕反応や核分裂で生成される多くの核種からインフライト分離装置(BigRIPS)を用いて実験対象の核種を分離している。しかるに、分離された残りの核反応生成物の中にも核構造から興味深い多くの不安定核が含まれている。これらをBigRIPSから取り出して研究することができれば、RIBFの有効利用につながる。そこで、BigRIPS内に設置したガスセル中で核反応生成物を停止させてレーザーでイオン化して引き出す装置(PALIS)を開発中である。開発の一環として、RIBFの
Krビームの破砕反応により生成する
Se近傍の不安定核をガスセル中で停止させる実験を行なった。実験結果は破砕反応の模型計算の予測とよく一致し、ガスセル中での停止効率は約30%と評価された。この結果を基に、次のステップとして、停止した核反応生成物をガスセルから引き出すことを行う。
若井田 育夫; 長谷川 秀一*; 田所 孝広*
日本機械学会誌, 122(1211), p.18 - 20, 2019/10
廃炉国際ワークショップ(FDR 2019) Track4での議論について概説した。放射線計測分野では、耐放射線性を意識した検出素子・検出機器開発、プラントモニタリングへの適用、そして廃炉作業現場で、まず最初に不可欠となる放射線源(汚染源)の可視化(イメージング)技術に関する議論が展開された。検出素子や周辺機器の耐放射線性が確実に進展していること、可視化技術が実用レベルにある状況が報告される一方、その基本が単一フォトン検出手法の領域にあり、高放射線場における高カウントレート核種同定の困難さが改めて認識された。今後の重要課題といえる。レーザー利用計測分野については、特定元素・同位体の選択的共鳴励起・イオン化による質量分析手法の高度化技術と、遠隔その場分析を可能とするLaser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS)等の発光分光技術に関する議論等が展開された。新奇で革新的な手法への挑戦よりも、これまで構築してきた手法を基本とし、その確実性に着眼する方向性が見られ、レーザー分析で重要となる光源の改善検討も含め、実現に向けた取り組みが問われていることが理解できる。
園田 哲*; 飯村 秀紀; Reponen, M.*; 和田 道治*; 片山 一郎*; Sonnenschein, V.*; 高松 峻英*; 富田 英生*; 小島 隆夫*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 877, p.118 - 123, 2018/01
被引用回数：4 パーセンタイル：38.11(Instruments & Instrumentation)理化学研究所の不安定核ビーム施設(RIBF)では、低エネルギー(~40keV)の不安定核イオンビームを生成するために、レーザーイオン源(PALIS)を建設中である。このイオン源は、Arガス中に捕獲された不安定核の中性原子に、波長の異なる2本のレーザービームを照射し、不安定核原子を2段階で共鳴イオン化する。しかるに、レーザー装置とイオン源は約70m離れており、しかも実験中は放射線強度が高いためにイオン源周辺に近づけない。そこで、レーザービームを長距離輸送する、遠隔操作が可能な光学システムを開発した。開発したシステムを試験した結果、レーザービームの位置は安定しており、紫外域で50%程度の輸送効率があることから、不安定核の実験に有用であることが確認された。
Caのイオン化ポテンシャルの高精度測定宮部 昌文; 大場 正規; 加藤 政明; 若井田 育夫; 渡部 和男
JAERI-Research 2004-023, 17 Pages, 2004/11
JAERI-Research-2004-023.pdf:2.71MB
単一モード連続発振の外部共振器半導体レーザーを用いた3段階共鳴イオン化分光法により、カルシウム40のイオン化ポテンシャルを高精度で決定した。基底状態のカルシウム原子を
(
P
)系列と
(F
)系列の
=20-150の高リドベルグ状態に励起して、得られた準位エネルギーをリドベルグリッツの拡張公式で近似することにより、イオン化ポテンシャルを従来より1桁高い精度で49305.9240(20)cm
と決定することができた。
技術協力課*
JNC TN1400 2000-003, 252 Pages, 2000/07
JNC-TN1400-2000-003.pdf:13.33MB
機構は、大学及び研究機関(以下「大学等」という。)との研究協力の推進を図るため、平成7年度から先行基礎工学研究協力制度を発足させた。同制度は、平成11年度で5年目を迎え、対象としている研究分野は機構の研究開発に係わるすべての分野に拡大している。同制度は、機構の施設及び設備を主に利用し、機構が取り組むプロジェクト開発に先行した基礎・基盤的研究を大学等との研究協力により推進することを目的とする。同制度では、機構が設定した研究協力テーマに対して、大学等から研究目的を達成する上で必要な研究協力課題及び研究協力者を提案して頂き、外部の専門家を中心とする選考委員会で研究協力課題を選考している。研究協力形態としては、大学等との共同研究の実施又は客員研究員として受け入れる形態を採用している。なお、共同研究又は客員研究員に大学院修士課程・博士課程の学生を研究生として加えることも可能としている。本報告書は、平成11年度に実施した高速増殖炉関係、核燃料サイクル関係及び環境技術関係の先行基礎工学研究に関する49件の研究協力課題の実施結果についてその概要をまとめたものである。なお、49件の研究協力課題のうち、高速増殖炉関係の12件、核燃料サイクル関係の1件及び環境技術関係の4件の合計17件については、平成11年度で終了した。
井口 哲夫; 渡辺 賢一*; 萩田 利幸*; 野瀬 正一; 原野 英樹; 伊藤 和寛
JNC TY9400 2000-019, 34 Pages, 2000/05
JNC-TY9400-2000-019.pdf:0.79MB
レーザー共鳴イオン化分光法は、近年、超高感度の微量元素分析や効率的な同位体分離などの先端技術として脚光を浴びており、レーザー性能の向上と相まって、さらに広範な工学応用への展開が見込まれている。本研究は、このレーザー共鳴イオン化分光と質量分析計からなるRIMS(Resonance Ionization Mass Spectrometry)を活用し、従来のXe,KrなどのFPガスモニタリングによる破損燃料検出及び位置決め法(Failed Fuel Detection and Location:FFDL)の高精度化及び高性能化とともに、技術革新の可能性を検討するものである。平成8年度から11年度に渡って、核燃料サイクル機構先行基礎工学分野における協力研究の下で、東京大学工学系研究科原子力工学研究施設に設置された高速中性子科学研究設備(共同利用設備)のレーザー共鳴イオン化質量分析システムを用い、Xe,Krの検出限界やS/N比などの基本性能を明らかにする基礎実験と理論的評価とともに、高速実験炉「常陽」のカバーガス分析を対象とする実証試験を行った。その結果、本研究で提案するRIMS-FFDL法は、従来のFFDL法と比較して、感度、S/N比、迅速検出性の基本的な要求性能を同時に満たすことができ、さらに「もんじゅ」で使われるタグガス法と組み合わせると、オンラインで簡便にFPガス同位体比分析が行える画期的なFFDLシステムの構築が可能との結論が得られた。
田村 浩司; 大場 弘則; 柴田 猛順
JAERI-Research 99-064, p.12 - 0, 1999/12
JAERI-Research-99-064.pdf:0.91MB
ジスプロシウムのレーザー共鳴イオン化で電子温度が0.024eV及び0.23eVと1桁異なるプラズマを作り、プラズマからのイオン回収実験を行った。電子温度が高いプラズマの場合、プラズマ膨張速度が大きいため回収電極へのイオン電流密度が高く、イオン回収時間は短かった。また、プラズマ膨張に伴う電子温度の低下を考慮した簡易1次元モデルで計算した回収時間は、実験で得られた結果をよく再現することができた。
田村 浩司; 岡崎 哲治; 足立 肇; 大場 弘則; 柴田 猛順
JAERI-Research 98-073, 10 Pages, 1998/12
JAERI-Research-98-073.pdf:0.52MB
ウランイオン衝撃によるウラン表面からの二次電子放出係数をイオン衝撃エネルギー300~3000eVの範囲で測定した。ウラン表面はウラン原子の蒸着により作り、ウランイオンビームは共鳴イオン化法を用いたレーザーイオン源から引き出した。衝撃エネルギー約1000eV以下では、二次電子の放出はなかった。しきい値1000eV以上での二次電子放出係数は、イオン衝撃エネルギーのほぼ一次関数で増加し、3000eVの時0.12であった。
松元 英也*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-Research 97-025, 36 Pages, 1997/03
JAERI-Research-97-025.pdf:1.04MB
磁場中を垂直に流れるネオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化によりドリフト速度約750m/sの遅いプラズマ流を生成した。プラズマのイオン密度が高いときはプラズマが磁場を横切って直進し、プラズマの生成位置から57mm下流に設けた平板コレクタで検出された。イオン密度を低くしていくと、磁場を高くするに従い磁場を横切り直進してくるプラズマ量の減少が見られ、さらに磁場を高くしていくと検出されなくなった。プラズマのイオン密度3.5
10
~1.010
cm
、磁場0~
2460Gの広い範囲で平板コレクタに到達するプラズマ量を調べ、磁場中で作られる分極荷層の厚さがプラズマの幅に比べ、十分薄いときプラズマは磁場を横切って直進することが確認できた。
松元 英也*; 相島 幸則*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
Proc. of 1996 Int. Conf. on Plasma Physics, 1(0), p.398 - 401, 1997/00
磁場中を垂直に流れるナオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化によりドリフト速度約700m/sの遅いプラズマ流を生成した。プラズマのイオン密度が高く低磁場ではプラズマが磁場を横切って直進し、プラズマの生成位置から60mm下流に設けた平板コレクタで検出された。高磁場にしてイオン密度が低くしていくと、磁場を横切り直進してくるプラズマ量の減少が見られ、さらに磁場を高くしていくと検出されなかった。プラズマのイオン密度が2.710~2.010cm、磁場が0~2460Gの広い範囲で平板コレクタに到達するか否かは比誘電率
に依存し、
70のときプラズマは磁場を横切って直進し、
30のとき直進できず下流コレクタで検出できなかった。
鈴木 康夫*; 池畑 隆*
NUP-A-96-10, 0, p.92 - 94, 1996/00
超小型X線源の提案をする。主コンポーネントは、プラズマ加速管とプラズママイクロアンジュレーターとからなり、いずれも0.1又は0.01cc程度のものになる。前者は、いわゆるレーザーによる航跡波を利用した加速器であり、後者はシートプラズマ列を用いたアンジュレーターである。いずれも、著者らが考案した、レーザー干渉法と共鳴イオン化法とによって作れることを示した。これらを現実化する光学系の提案とともに、全体としての概念設計、個別機器の考え方等を検討し、卓上化が十分に可能であることを示した。
鈴木 康夫; 池畑 隆*
JAERI-Research 95-035, 15 Pages, 1995/05
JAERI-Research-95-035.pdf:0.54MB
卓上に据えつけ可能なX線FEL(自由電子レーザー)の開発を提案している。電子ビームの加速には、レーザー航跡波加速の原子を利用したプラズマ加速管、光源部には、プラズマ・マイクロアンジュレーターを用いることによって超小型化を図る。これらはそれぞれ1cc程度の大きさですむ。プラズマ加速管、プラズマ・マイクロアンジュレーターとも、レーザー干渉・共鳴イオン化法によって作ることができる。この作り方を述べるとともに超小型X線FEL開発の可能性について述べる。
相島 幸則*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-Research 95-021, 23 Pages, 1995/03
JAERI-Research-95-021.pdf:0.77MB
ネオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化で、ドリフトエネルギー0.5eVで磁場中を垂直に流れるネオジムプラズマを生成した。プラズマ生成部60mm下流に設置した平板コレクタまでプラズマが磁場を横切って到達するかどうかを観測した。低磁場でイオン密度が高い時、プラズマは磁場を横切り直進するのに対し、高磁場で、低イオン密度の時は、コレクタに到達するプラズマ量が減少し、到達時間の遅れが見られた。コレクタへの到達はプラズマ量や到達時間の遅れは、イオン密度7.510~1.710cm、磁場0~2240Gの広い範囲で、プラズマの比誘電率のみで決まり、特に1000のとき、プラズマは磁場を横切り直進できた。この結果は、非常に低速のプラズマについても、磁場を横切って直進するために必要なの最少値の理論予測(イオン電子の質量比)/2=513(ネオジムの場合)と一致した。
小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-Research 95-020, 16 Pages, 1995/03
JAERI-Research-95-020.pdf:0.71MB
ガドリニウム原子にパルスレーザー光を照射して2波長2段階共鳴イオン化でガドリニウムプラズマを生成した。レーザー波長を選択して光電子のエネルギーを0.006eVにし、プラズマ生成後40
sのプラズマの電子温度をラングミュアプローブを用いて測定した。プラズマの電子温度は0.02eV以下と推定され0.05~0.08eVの原子励起温度よりかなり低いという結果が得られた。本測定時の原子密度が低かったのでプラズマ内の電子・原子間の励起・脱励起反応による電子温度が原子励起温度に近づく現象がみられなかったと思われる。
小倉 浩一; 柴田 猛順
Review of Scientific Instruments, 65(11), p.3455 - 3457, 1994/11
被引用回数：6 パーセンタイル：57.15(Instruments & Instrumentation)電子ビーム加熱によって生成される原子ビームの速度を知ることは原子ビームを利用するうえで重要である。原子ビームをレーザー共鳴イオン化して生成したプラズマのドリフト速度は原子ビーム速度と等しい。プラズマドリフト速度を2つのラングミュアプローブを用いて測定することによってガドリニウムの原子ビームの速度を求めた。得られた原子ビーム速度は電子天びんを用いて測定した原子ビーム速度とほぼ一致した。
柴田 猛順; 小倉 浩一
JAERI-M 93-247, 17 Pages, 1993/12
レーザー共鳴イオン化で生成したガドリニウムプラズマからイオンを1.8MHzの高周波電圧を印加して回収する実験を行った。従来の正負電圧印加に比べ、高周波電圧印加により回収イオンのエネルギーを上げずにイオン回収時間を短くできることを示した。また正負電圧印加時のイオン回収時間を予測できるイオン回収簡易1次元モデルを高周波電圧印加時にも適用できるよう改良した。本モデルで計算した高周波電圧印加時のイオン回収時間も実験結果とほぼ一致した。
小倉 浩一; 柴田 猛順
Atomic Collision Research in Japan, No.19, 34 Pages, 1993/09
電荷交換断面積については、複雑な電子配置をもった原子に関する報告は少ない。ここでは、ネオジムの電荷交換断面積を衝突エネルギー10
~10
eVの領域で測定した。以前報告したガドリニウムの電荷交換断面積の測定と同様に、電荷交換によって生成したイオンの量をファラデーカップで検出した。ネオジム原子ビームは電子ビーム加熱で生成した。ネオジムイオンは、色素レーザーを用いて1波長2段階共鳴イオン化により生成した。実験で得られた断面積は、カドリニウムの場合と同様に衝突エネルギー10~10eVの領域では、衝突エネルギー依存性は小さく2~410
cmであった。
佐藤 圭*; 志平 良隆*; 綱島 滋*; 梅本 宏信*; 高柳 敏幸; 古川 勝敏; 大野 新一
Journal of Chemical Physics, 99(3), p.1703 - 1709, 1993/08
被引用回数：21 パーセンタイル：62.77(Chemistry, Physical)214および220nmの紫外線でジクロロエチレンを光分解して生成する塩化水素HCl分子の初期回転分布を測定した。HCl分子は[2+1]の共鳴イオン化法により、飛行時間型質量分析装置を使って検出した。振動励起したHCl(v=1,および2)については、回転分布はボルツマン分布であったが、v=0のHCl分子については2つの温度成分より成るボルツマン分布で表わされた。この結果はジクロロエチレンの分解過程が1つではないことを示唆するものである。同様な方法で、生成する塩素原子についても検出した。基底状態の塩素原子(P
)および励起状態の塩素原子(P/2)の生成比についての知見も得ることができた。
小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-M 93-099, 12 Pages, 1993/03
平行平板電極間のガドリニウム原子をパルスレーザー光でイオン化し、これを電極間に印加する静電場によりイオンを負電極に回収した。このとき負電極に回収されるイオンのエネルギーを飛行時間法で測定した。平行平板電極にV
(V)の電圧を印加すると、生成イオン密度が高い場合、プラズマが残り、そのポテンシャルは正電極電位と等しく回収イオンエネルギーはV(eV)となること、また、生成イオン密度が低い場合は電極間のポテンシャルは、イオン生成のない場合とほとんど同じで回収イオンエネルギーは1/2V(eV)であることが確かめられた。イオンのある場所のポテンシャルは高密度領域から低密度領域へ連続的に遷移し、その遷移点でのイオン密度は印加電圧V(V)に比例する。この値は簡単な一次元モデルでも容易に推定できることがわかった。
小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-M 93-098, 23 Pages, 1993/03
電子ビームの加熱蒸発により生成したガドリニウム原子ビーム中の準安定準位占有率分布をレーザー共鳴イオン化を用いて測定できた。準安定準位占有率分布はボルツマン分布をしており原子励起温度を決めることができた。原子励起温度は蒸発面温度よりもはるかに低く、原子ビームの並進温度と非常に近かった。これは、蒸発面近傍で蒸発原子が真空中へ膨張冷却するとき原子の運動エネルギーと励起エネルギーのエネルギー交換速度が速いことを示していると考えられる。
