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論文

Crossliking of polymers in heavy ion tracks

小泉 均*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 市川 恒樹*

JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.143 - 144, 2003/11

数平均分子量60,000のポリジメチルシロキサンに220MeV C$$^{5+}$$,350MeV Ne$$^{8+}$$、及び460MeV Ar$$^{13+}$$イオンビームをそれぞれ照射した。試料はイオンの飛程より十分厚くした。照射後の試料をヘキサンに溶解し、メンブレンフィルターでろ過し、不溶分の重量を測定した。ポリジメチルシロキサンの$$gamma$$線照射ではゲル化線量以下においてゲルは生成せず、ゲル化線量以上から重量が急激に増加し、ゲル分率は1に近づく。一方、イオンビーム照射の場合は、イオンのそれぞれの飛跡に沿ってゲル細線が生成するため重量はフルエンスに比例する。ゲル細線一つあたりの収量はC$$^{5+}$$,Ne$$^{8+}$$,Ar$$^{13+}$$イオンそれぞれ1.1x10$$^{-14}$$ g ion$$^{-1}$$, 4.8x10$$^{-14}$$ g ion$$^{-1}$$,2.0x10$$^{-14}$$ g ion$$^{-1}$$となる。ここでゲル細線を円筒であると仮定すると、その半径はそれぞれ1.1nm,4.8nm、 及び6.0nmであった。

論文

Chemical effects of heavy ion beams on organic materials

小泉 均*; 市川 恒樹*; 田口 光正; 小林 泰彦; 南波 秀樹

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206, p.1124 - 1127, 2003/05

 被引用回数:7 パーセンタイル:51.51(Instruments & Instrumentation)

アラニン,アジピン酸及びポリジメチルシロキサンについて重イオン照射効果を調べた。アラニン及びアジピン酸に$$gamma$$線,220MeV C,350MeV Ne、及び175Mev Arイオンを照射したところ、生成したラジカルのG値は、この順で減少した。$$gamma$$線照射の場合、これらラジカルのG値は高線量照射で減少する。トラック内の局所的な高線量領域が、重イオン照射でのG値の減少の原因と考えられる。一方、ポリジメチルシロキサンにおいては、この高線量領域においてゲル化が起こり、重イオン飛跡に沿った細線ができることが確認された。

論文

Crosslinking of polydimethylsiloxane in heavy ion tracks

小泉 均*; 田口 光正; 小林 泰彦; 市川 恒樹*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 179(4), p.530 - 535, 2001/09

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.46(Instruments & Instrumentation)

TIARA施設AVFサイクロトロンによる460MeV,Arイオンを照射したポリジメチルシロキサンから、ヘキサンに不溶な成分がメンブランフィルターにより分離された。不溶物の質量は照射したイオン数に比例した。このことから、トラック内の高い線量領域でゲル化が起こり、個々のトラック内でゲル細線が生成したと考えられる。ゲル細線の質量は照射前のポチジメチルシロキサンの分子量(Mn)に比例し、ゲル細線の半径はMnの増加に伴い増大した。また、ゲル化線量はMnの増加に伴い低下した。ゲル細線の半径は低LET放射線照射時の架橋のG値から数nmと見積もられた。この値はゲル化線量とトラック内線量分布との関係から良く説明できる。

論文

イオンビームトラック内での高分子架橋

小泉 均*; 市川 恒樹*; 田口 光正

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.93 - 94, 1999/10

イオンビームはその飛跡にそって高密度にエネルギー付与する。これまでの結果からイオントラック内では数十kGyから数MGyが局所的に照射された効果が引き起こされていることがわかった。この線量は、放射線架橋型高分子のゲル化線量に達している。イオントラック内の高線量の部分ではゲル化が起こり、イオントラックに沿ってゲルの曲線が生成する。この細線の形状からイオントラック内の化学反応に関する情報が得られるはずである。ポリジメチルシロキサンを脱気後6$$mu$$mのハーバーフォイル窓付きの金属製セルに入れ、窓を通して350MeV Ne,175MeV Ar,520MeV Krイオン照射した。照射後の試料をヘキサンに溶解し、メンブランフィルターでろ過した。ろ紙上に残ったものを洗浄後、ろ紙をヘキサンに浸し超音波洗浄器にかけることで不溶成分を分散させ、マイカ上に滴下した。不溶物は、原子間力顕微鏡及び走査電子顕微鏡で観察したところ、幅数十nmの不溶物が観測された。

報告書

Proceedings of the Meeting on Tunneling Reaction and Low Temperature Chemistry, 98 August; Tunneling reaction and its theory, August 3-4, 1998, JAERI, Tokai, Japan

宮崎 哲郎*; 荒殿 保幸; 市川 恒樹*; 塩谷 優*

JAERI-Conf 98-014, 99 Pages, 1998/10

JAERI-Conf-98-014.pdf:4.43MB

1998年8月3,4日に開催した、先端基礎研究センター主催の第4回低温化学セミナーのプロシーディングスである。トンネル反応の理論を中心に11件の講演がまとめられている。

報告書

Proceedings of the Meeting on Tunneling Reaction and Low Temperature Chemistry, 97 October; Tunneling reaction and quantum medium; October 13-14, 1997, JAERI, Tokai, Japan

宮崎 哲郎*; 荒殿 保幸; 市川 恒樹*; 塩谷 優*

JAERI-Conf 98-002, 101 Pages, 1998/02

JAERI-Conf-98-002.pdf:4.74MB

1997年10月13,14日に開催した第3回低温化学セミナーのプロシーディングスである。今回の主題は「トンネル反応と量子媒体」であり、物理、化学分野からの14件の講演がまとめられている。

論文

Radical formation in the radiolysis of solid adipic acid by $$gamma$$-rays and heavy ions

小泉 均*; 田口 光正; 南波 秀樹; 市川 恒樹*; 吉田 宏*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 132, p.633 - 638, 1997/00

 被引用回数:5 パーセンタイル:52.71(Instruments & Instrumentation)

固体アジピン酸の$$gamma$$線、175MeVAr$$^{8+}$$,220MeVC$$^{5+}$$,及び350MeVNe$$^{8+}$$イオン照射によるラジカル生成をESR法によって測定した。イオン照射によるラジカル生成収率はクリティカルフルエンス(Ar$$^{8+}$$イオンの場合は5$$times$$10$$^{10}$$ions/cm$$^{+2}$$,C$$^{5+}$$及びNe$$^{8+}$$イオンの場合は10$$^{11}$$ions/cm$$^{2}$$)以下では一定であった。一方、それ以上のフルエンス領域では、イオンフルエンスの増加にともない減少した。ラジカル生成のG値はそれぞれCイオンで5.6、Neイオンで2.3、Arイオンで0.65であった。アラニンと比べてアジピン酸ではより大きな線質効果が得られたが、これはラジカル生成における収率の線量依存性の違いによって説明される。

論文

Radical formation in the radiolysis of solid alanine by heavy ions

小泉 均*; 市川 恒樹*; 吉田 宏*; 南波 秀樹; 田口 光正; 小嶋 拓治

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 117, p.431 - 435, 1996/00

 被引用回数:20 パーセンタイル:15.61

175MeVのAr$$^{8+}$$、460MeVのAr$$^{13+}$$、220MeVのC$$^{5+}$$ならびに350MeVのNe$$^{8+}$$のイオンを固体アラニンに照射し、生成するラジカルをESRで調べた。ラジカルの収量(入射イオンあたりのラジカル数)は、臨界フルエンス(Ar:10$$^{10}$$、C:10$$^{11}$$、Ne:5$$times$$10$$^{11}$$イオン/cm$$^{-2}$$)までは一定であり、それ以上ではイオンフルエンスの増加に伴って減少した。低フルエンスでの一定収率の値より求まるラジカル生成のG値は、LETの単純な関数ではなく、イオントラックの横方向の線量分布で説明できる。イオントラックの形を単純な円筒形と仮定することにより、G値からイオントラックの半径を見積もることができる。その値は8~25nmで、0.5~3MeVのH$$^{+}$$やHe$$^{+}$$のイオン照射・半径2~5nmよりも大きかった。$$gamma$$線照射のアラニンからの線量-収率曲線の関係を用いて、円筒形トラックでシミュレーションして得られたフルエンス-収率曲線は、実験値とよく一致した。

報告書

ガラス固化体から発生する放射線の化学効果に関する研究(3)

吉田 宏*; 小笠原 正明*; 市川 恒樹*

PNC-TJ5600 86-004, 57 Pages, 1986/03

PNC-TJ5600-86-004.pdf:2.03MB

核燃料の再処理から発生する高レベル放射性廃棄物は,種々の放射性核を含み,処理・処分の困難をもたらす。しかし,これを放射線照射用の線源として有効に利用する事ができるならば,核燃料サイクルの確立にとって極めて有益な事である。本研究は,このような観点から,放射性廃棄物ガラス固化体を化学プロセス用ガンマ線源としての利用する事を最終の目的とした一連の研究の一部分をなすものである。 放射性廃棄物中のアルファ線のような高LET放射線による照射効果の特異性を調べる最初の段階として,ポリメチルメタクリレートをガンマ線照射した時に生成するラジカルの局所分布を電子スピンエコー法で調べた。ラジカルは,2個ずつ対になって生成し,ラジカル対の平均間隔は3--である事を明らかにした。種々の高分子絶縁材料の機械的性質に対する原子炉照射の効果を調べ,ポリフェニレンスルフィドとポリエーテルエーテルケトンが,高い耐放射線性を持っていることを明らかにした。加速器の電子線を用いたパルスラヂオリシス法により,有機ラジカルイオンの電子移動反応,置換反応,二量化反応の速度定数を測定し,放射線化学反応の特徴を解明する事を試みた。最後に,これらの研究と,今までの放射線化学研究の調査を基に,今後の放射線化学研究の展望と,その中における放射性廃棄物利用のための放射線化学的研究の位置付けについて考察した。

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