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論文

Conceptual study on parasitic low-energy RI beam production with in-flight separator BigRIPS and the first stopping examination for high-energy RI beams in the parasitic gas cell

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:0 パーセンタイル:100(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$$^{78}$$Krビームの破砕反応により生成する$$^{67}$$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。

論文

Electron-tracking Compton camera imaging of technetium-95m

初川 雄一*; 早川 岳人*; 塚田 和明; 橋本 和幸*; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.

PLOS ONE (Internet), 13(12), p.e0208909_1 - e0208909_12, 2018/12

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Multidisciplinary Sciences)

電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)を用いて放射性同位元素$$^{95m}$$Tcの画像撮像を実施した。$$^{95m}$$Tcは、204, 582, 835keVの3本の$$gamma$$線を放出し、濃縮同位体$$^{95}$$Moを用いて$$^{95}$$Mo(p,n)$$^{95m}$$Tc反応で合成される。濃縮$$^{95}$$Mo同位体三酸化物の再利用について実験を実施し、再生率70$$sim$$90%を達成した。画像は3本の$$gamma$$線それぞれを用いて解析し取得した。その結果、$$gamma$$線エネルギーが高いほど空間分解能が向上することが判り、$$^{95m}$$Tcのような高エネルギー$$gamma$$線放出核を利用することで、ETCCが人体の深部の組織や器官の医療画像撮像に有効であることを示唆する結果を得た。

論文

The Laser and optical system for the RIBF-PALIS experiment

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:3 パーセンタイル:36.93(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。

論文

Production of $$^{rm 95m}$$Tc for Compton camera imaging

初川 雄一; 橋本 和幸; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 永井 泰樹; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1283 - 1285, 2015/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:73.66(Chemistry, Analytical)

$$^{rm 99m}$$Tcは広く医療診断に用いられている放射性診断薬であり、数多くの標識化合物が開発されている。近年天体核物理分野で開発されてきたコンプトンカメラの医療用への応用研究が行われているが141keVの放出$$gamma$$線を有する$$^{rm 99m}$$Tcは$$gamma$$線エネルギーが低くコンプトンカメラには不向きである。そこでより高エネルギー$$gamma$$線を放出するテクネチウム同位体の開発が求められている。800keVの$$gamma$$線を放出する$$^{rm 95m}$$Tcはコンプトンカメラ用RIの候補の一つである。本研究ではタンデム加速器で$$^{rm 95m}$$Tcを生成し、これを京都大学で開発されているコンプトンカメラでの撮像実験に供した。

論文

A Multi-reflection time-of-flight mass spectrograph for short-lived and super-heavy nuclei

Schury, P. H.*; 和田 道治*; 伊藤 由太*; Naimi, S.*; 園田 哲*; 三田 浩希*; 高峰 愛子*; 岡田 邦宏*; Wollnik, H.*; Chon, S.*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 317(Part B), p.537 - 543, 2013/12

 被引用回数:23 パーセンタイル:8.32(Instruments & Instrumentation)

極短寿命の原子核の高精度質量測定を実現する目的のために、理化学研究所において多反射時間飛行法(MRTOF)による質量分析を実施した。とりわけ大きな興味の対象としているのはr過程元素合成や超ウラン原子核の質量測定である。このような原子核に対しては、MRTOFはこれまで伝統的に質量測定に使われてきたペニングトラップ法に比べてよりよいパフォーマンスを与えることができる。われわれはMRTOFが与える質量測定の相対精度が$$10^{-7}$$にまで達し、そして重く、短寿命な原子核に適用可能であることをいくつかの実例を示しながら紹介する。

論文

Generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons

永井 泰樹; 橋本 和幸; 初川 雄一; 佐伯 秀也; 本石 章司; 園田 望; 川端 方子; 原田 秀郎; 金 政浩*; 塚田 和明; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 82(6), p.064201_1 - 064201_7, 2013/06

 被引用回数:31 パーセンタイル:15.37(Physics, Multidisciplinary)

A new system proposed for the generation of radioisotopes with accelerator neutrons by deuterons (GRAND) is described by mainly discussing the production of $$^{99}$$Mo used for nuclear medicine diagnosis. A prototype facility of this system consists of a cyclotron to produce intense accelerator neutrons from the $$^{nat}$$C(d,n) reaction with 40 MeV 2 mA deuteron beams, and a sublimation system to separate $$^{99m}$$Tc from an irradiated $$^{100}$$MoO$$_{3}$$ sample. About 9.7 TBq/week of $$^{99}$$Mo is produced by repeating irradiation on an enriched $$^{100}$$Mo sample (251g) with accelerator neutrons three times for two days. It meets about 10% of the $$^{99}$$Mo demand in Japan. The characteristic feature of the system lies in its capability to reliably produce a wide range of high-quality, carrier-free, carrier-added radioisotopes with a minimum level of radioactive wastes without using uranium. The system is compact in size, and easy to operate; therefore it could be used worldwide to produce radioisotopes for medical, research, and industrial applications.

論文

Development of a resonant laser ionization gas cell for high-energy, short-lived nuclei

園田 哲*; 和田 道治*; 富田 英生*; 坂本 知佳*; 高塚 卓旦*; 古川 武*; 飯村 秀紀; 伊藤 由太*; 久保 敏幸*; 松尾 由賀利*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 295, p.1 - 10, 2013/01

 被引用回数:19 パーセンタイル:10.88(Instruments & Instrumentation)

ガスセル中でのレーザー共鳴イオン化を用いた新しいタイプのイオン源を開発した。このイオン源は、ガスセル中に入射した放射性核種の原子を、レーザーでイオン化して、オンラインで質量分離するためのものである。このイオン源の特長は、ガスセルからイオンを引き出す出口に六極イオンガイドを付けて差動排気することにより、同位体分離装置を高真空に保ちながらガスセルの出口径を大きくした点にある。これによって、ガス中でイオン化されたイオンの引出し時間が短くなり、より短寿命の放射性核種の分離が可能となった。このイオン源は、理化学研究所の放射性イオンビーム施設(RIBF)で使用される予定である。

報告書

易加工性・耐放射線性繊維強化プラスチックの研究,III; 高性能化した耐放射線性FRPの機械特性

宇田川 昂; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 野島 敏幸*; 川上 和夫*; 大塚 正人*; 津久井 哲太郎*; 山本 泰*; 園田 克己*; 富田 晴彦*

JAERI-M 89-203, 20 Pages, 1989/12

JAERI-M-89-203.pdf:1.24MB

室温で電子線照射したガラス繊維強化プラスチック(GFRP)の機械特性試験を行ない、耐放射線性を評価した。試験に供したGFRPは成形加工性が良く、かつ室温で耐放射線性に優れているエポキシ系マトリックスを用いて試作した。耐放射線性の最も良好なGFRPは、ジアミノジフェニルメタンで硬化したテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンをマトリックスとした材料であり、90MGy照射したGFRPの77Kでの曲げ強度は1000MPa、123Kでの層間せん断強度は約70MPaを示し、未照射時のそれぞれの強度を保持していた。また、照射後の4Kにおける曲げ強度は、77Kで測定した値と同じ値を示すことが確認された。GFRPの耐放射線性に対するシランカップリング剤の種類と濃度の影響は、曲げ強度に効果を与えないが、劣化挙動は異なることが認められた。また、疲労試験では放射線劣化がより顕著に認められた。

報告書

「常陽」運転管理システムの検討

佐藤 増雄*; 府川 直弘*; 玉置 哲男*; 高橋 秀治*; 伊藤 篤*; 吉田 恵*; 園田 幸夫*

PNC-TJ9164 89-003, 200 Pages, 1989/03

PNC-TJ9164-89-003.pdf:5.83MB

原子力プラントにおける運転・補修業務に伴うプラント管理業務は、特に作業の集中する定期検査時には、種々の作業許可審査や操作禁止札の発行および工程表作成・改定等に多大な労力を費やしており、業務のOA化の推進が必要になってきている。一方、エレクトロニクス技術の高度化により、軽水炉向けに種々のOAシステムの開発が行われている。このような背景を踏まえつつ、FBRプラントとしての特殊性を考慮したプラント管理システムを構築し、将来炉においてもこれを反映することを目的として本検討作業を行っている。プラント管理システムを具体化するために、プラント管理業務の省力化、信頼性、効率性の向上およびこれまでに高速実験炉「常陽」にて蓄積したプラント管理技術の有形化を目的として、高速実験炉「常陽」として最適なプラント管理システムを構築し、また、将来炉においてもこれを適用するために必要なソフトウェア手法およびハードウェアシステムについて幅広く検討する。

口頭

中性子ドシメトリに向けたガスジェットレーザー共鳴イオン化質量分析法に基づく$$^{rm 93m}$$Nb微量分析法の開発,1; チタンサファイアレーザーを用いたNb共鳴イオン化実験

坂本 知佳*; 高塚 卓旦*; Sonnenchein, V.*; 富田 英生*; 園田 哲*; 三田 浩希*; 能任 琢真*; 足立 義貴*; 伊藤 主税; 前田 茂貴; et al.

no journal, , 

原子炉安全性評価のための高速中性子の長期化積算線量評価に有用な$$^{rm 93m}$$Nbと$$^{93}$$Nbの存在比測定に向けた核異性体選択的共鳴イオン化質量分析法の開発に向けて、チタンサファイアレーザーを用いた真空中でのNb共鳴イオン化実験を行った。中性子ドシメトリのための$$^{rm 93m}$$Nb微量分析に対し、注入同期Ti:Saレーザーを用いたRIMSを行うことを念頭に、Ti:Saレーザーを用いてNb共鳴イオン化を試みた結果、Nbの真空中共鳴イオン化を確認した。さらにTi:Saレーザーのスペクトル線幅を抑制した場合では、超微細分裂によるピークのゆがみも確認された。今後は二色二段のイオン化スキームを用いた共鳴イオン化実証実験を行う予定である。

口頭

Lrの第一イオン化電位測定を目的としたガスジェット結合型表面電離イオン源の開発,2

金谷 佑亮*; 佐藤 哲也; 園田 望; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 大江 一弘; 宮下 直; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; et al.

no journal, , 

103番元素ローレンシウムの第一イオン化エネルギーを求めるため、表面電離法による測定法の確立を目指し、新たなイオン源の開発を進めている。原子力機構タンデム加速器において、短寿命希土類核種を用いたオンライン実験を行ったところ、本手法で得られた値と文献値の差が、元素の沸点が高いほど大きくなるという傾向を得た。この沸点依存性は、イオン源内に低温部が存在するなど温度の不均一性に由来すると考えられる。そのため、イオン源温度をより高温・均一化する加熱用フィラメントの増設並びにヒートシールドの改造等を行った。その結果、希土類元素のイオン化エネルギー測定に成功した。

口頭

Development of a surface-ionization type ion-source at the JAEA-ISOL set-up for a measurement of the first ionization potential of Lr (Z=103)

佐藤 哲也; 園田 望; 金谷 佑亮*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 大江 一弘; 宮下 直; 長 明彦; 市川 進一; et al.

no journal, , 

103番元素ローレンシウム(Lr)の第一イオン化エネルギーを実験的に決定するため、原子力機構タンデム加速器に設置されているオンライン同位体分離器(ISOL)用ガスジェット結合型表面電離イオン源の開発を進めている。揮発性が低くイオン化が難しいことが予想されるLrに対して、高いイオン化効率を達成するため、既にランタノイド元素のイオン化に実績のある既存のイオン源をもとに、設計を見直し改良を進めた。その結果、従来の数倍のイオン化効率を得ることができた。本イオン源を用いることで$$^{256}$$Lrのイオン化並びに質量分離に初めて成功したので、報告する。

口頭

表面電離イオン化法による103番元素ローレンシウムの第一イオン化エネルギー測定

佐藤 哲也; 金谷 佑亮*; 園田 望; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 大江 一弘; 宮下 直; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; et al.

no journal, , 

ローレンシウム(Lr, Z=103)の第一イオン化エネルギー決定のため、超重元素研究グループでは原子力機構タンデム加速器に設置されたオンライン質量分離器(ISOL)用He/CdI$$_2$$ガスジェット結合型表面電離イオン源の開発を行った。本装置を用いて、核反応によって生成した短寿命Lr同位体及び種々の短寿命ランタノイド元素同位体のイオン化を行った結果、$$^{256}$$Lrを初めてイオン化、質量分離することに成功した。また、ランタノイド元素のイオン化エネルギーと実験で得られたイオン化効率との関係から、Lrのイオン化エネルギーを見積もることができた。

口頭

重アクチノイド元素のイオン化エネルギー測定に向けた表面電離イオン化法の開発

金谷 佑亮*; 佐藤 哲也; 園田 望; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 大江 一弘; 宮下 直; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; et al.

no journal, , 

重アクチノイド元素の第一イオン化エネルギー測定を目指して、表面電離過程によるイオン化を応用した実験装置の開発を進めている。低生成率、短半減期という特徴を持つ重アクチノイド元素のイオン化エネルギーを測定するには、数少ない原子を効率よくイオン化することが必要である。本研究では、原子力機構タンデム加速器に設置されたオンライン同位体分離器(ISOL)において、イオン化効率の向上を目的としたガスジェット結合型表面電離イオン源の改良を行った。性能評価のため、重アクチノイド元素と似た性質を待つ種々の短寿命ランタノイド同位体を用いて実験を行ったところ、イオン化効率が大きく向上したことを確認できた。このことから、重アクチノイド元素の第一イオン化エネルギー決定の実験において本装置が有用であることが期待される。

口頭

宇宙$$gamma$$線望遠鏡の社会応用 電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)の医療応用

園田 真也*; 奈部谷 章*; 木村 博之*; 株木 重人*; 高田 淳史*; 窪 秀利*; 古村 翔太郎*; 谷森 達*; 松岡 佳大*; 水村 好貴*; et al.

no journal, , 

SPECTやPETのような既存の核医学イメージング装置では測定可能な$$gamma$$線のエネルギーが限られているため使用できる薬剤に制限がある。電子飛跡検出型コンプトカメラ(ETCC)にはこのような制限は無いため新しい薬剤開発の促進が期待できる。本研究では医療用$$gamma$$線カメラを開発し医療機能イメージングの可能性を広げ、医療に貢献すること目指している。

口頭

Application of Electron Tracking Compton Camera (ETCC) in medical imaging

園田 真也*; 鍋谷 明*; 木村 寛之*; 株木 重人*; 高田 淳史*; 久保 英俊*; 古村 翔太郎*; 澤野 達哉*; 谷森 達*; 松岡 義弘*; et al.

no journal, , 

F-18による点線源および棒状ファントムをもちいた新しく開発したETCCカメラによる撮像および原子力機構において生成したTc-95mから発せられる204, 583, and 835keVの$$gamma$$線による多重エネルギー撮像を行った。この開発により位置分解能を10度から8度に改善することができた。さらにシンチレーターの厚みを1radから2radに増加させ、ガス圧を1気圧から3気圧に増すことにより検出効率を5倍程度改善することにより新たなETCCの開発を行い、数時間要していたマウスのイメージングを0.1-2.0MeVの多種類のRIから発せられる多種の$$gamma$$線に対して20分以内での撮像が期待できる。

口頭

Production of $$^{95m}$$Tc for Compton camera imaging

初川 雄一; 塚田 和明; 橋本 和幸; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 永井 泰樹; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.

no journal, , 

近年開発されたコンプトンカメラを用いる新しい医療用診断システムの開発のためにテクネチウム同位体Tc-95m($$^{95m}$$Tc), Tc-96($$^{96}$$Tc)の生成研究を行った。コンプトンカメラはコリメーターを使用することなく高い位置分解能での撮像が可能であるため、高効率での$$gamma$$線測定が行える。従来行われているTc-99mによるSPECT診断に比べて1/5から1/10での被曝量で同等の撮像が行えることが期待できる。本研究では高エネルギー$$gamma$$線を必要とするコンプトンカメラ撮像用に$$^{95m}$$Tc (T$$_{1/2}$$ = 60 d; E$$gamma$$ = 204, 582 and 835keV)と$$^{96}$$Tc (T$$_{1/2}$$ = 4.28 d, E$$gamma$$ = 778 and 812keV)をタンデム加速器による陽子核反応により生成し、これの分離精製法について発表を行う。

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