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報告書

光学素子評価用試験装置の設計・製作

清水 雄一; 依田 修; 貴家 恒男*; 寺岡 有殿; 横谷 明徳; 柳原 美広*

JAERI-Tech 2000-021, p.45 - 0, 2000/03

JAERI-Tech-2000-021.pdf:3.01MB

現在、光量子科学研究センターにおいて、主として軟X線領域の光を発振するX線レーザーの研究開発が精力的に行われている。このレーザーの開発のためには、共振器ミラー用などに高性能な多層膜ミラーの光学素子が必要であり、これは軟X線に対する高い反射率や高強度パルスX線照射に対する耐熱性などが要求される。このための多層膜の反射率や表面損傷・粗さなどの特性値の評価は、使用波長領域の放射光X線を用いることによって可能であり、放射光施設のSPring-8などを利用して軟X線用多層膜の特性評価を行うことが重要である。この特性評価結果を製膜条件に反映させることにより多層膜光学素子の一層高性能を図ることができる。本報告は、このための標記試験装置を設計・製作し、SPring-8の原研専用軟X線ビームラインBL23SUに設置・調整した結果などを述べたものである。

論文

Ion irradiation effects on thermal and mechanical properties of poly(ether-ether-ketone) PEEK

貴家 恒男; 工藤 久明

Polymer, 41(1), p.185 - 194, 2000/00

 被引用回数:37 パーセンタイル:23.65(Polymer Science)

非晶性及び結晶性PEEKについて、H$$^{+}$$(10MeV),He$$^{2+}$$(20MeV)及び電子(2MeV)の照射を行い、示差走査熱量計(DSC)を用いて熱的性質の変化を検討した。併せて、一部の試料について力学特性の変化を測定した。その結果、PEEKの力学特性の変化はいずれの照射でも放射線架橋によりもたらされること、イオン照射の場合は電子照射に比べて線量あたりの架橋の効率が高いこと、結晶の損傷も大きいことが明らかになった。非晶性PEEKでは、イオン照射による大きな熱的変化に対応し、電子照射の場合に比べて力学的特性の変化が大きかったが、結晶性PEEKでは、電子照射とイオン照射の間に大きな差異は認められなかった。照射時の結晶のあるなしの観点で議論した。

論文

High energy ion irradiation effects on polymer materials-changes in mechanical properties of PE, PSF and PES

貴家 恒男; 工藤 久明; 瀬口 忠男

Polymer, 40, p.5095 - 5102, 1999/00

 被引用回数:23 パーセンタイル:32.1

高エネルギーイオンを高分子フィルムに均一に大面積照射するチェンバーを設計・製作した。10cm$$times$$10cmの線量計フィルムを用いて線量分布を計測したところ、きわめて均一に照射されていることが明らかになった。ポリエチレン(PE)、芳香族ポリサルホンPSF及びPESに対し10MeV陽子、20MeV He$$^{2+}$$、220MeV C$$^{5+}$$イオンを照射した試料の引張り試験を行い、2MeV電子線照射の結果と比較した。脂肪族高分子であるPEのイオン照射による力学特性変化は電子線照射のそれと変わらなかったが、PES及びPSFでは線量当たりの機械特性変化が少なくなることが明らかとなった。照射温度による特性変化等を考察し、芳香族高分子では線質効果が現れやすいと結論した。

論文

Present status of advanced photon science research program related to X-, and $$gamma$$-ray emission source development

有澤 孝; 的場 徹; 山川 考一; 丸山 庸一郎; 貴家 恒男; 若井田 育夫; 中島 一久*; 佐々木 明; 峰原 英介; 大島 真澄

Proc. of the 1st International Induced Gamma Emision Workshop, p.29 - 41, 1999/00

光量子科学では、超高ピーク出力レーザーでX線レーザー及びX線光源を駆動し、さらにそれによって$$gamma$$線を駆動するというような手順で研究開発を進めている。今までに得られた超高ピーク出力レーザーについて紹介しながら、X線や$$gamma$$線の放出方法について説明を行う。特に、核異性体を用いた$$gamma$$線核分光及び$$gamma$$線放出研究について述べる。

論文

Direct bonding of Ti:sapphire laser crystals

杉山 僚; 福山 裕康*; 貴家 恒男; 有澤 孝; 宅間 宏*

Applied Optics, 37(12), p.2407 - 2410, 1998/04

 被引用回数:26 パーセンタイル:23.04(Optics)

極短パルス超高出力レーザーシステムには、大型・高品質のチタンサファイア結晶が必要不可欠である。この大型結晶を作成する方法として、我々は今回独自の直接接合法を開発した。接合面を化学処理によって活性化した後に熱処理を施すことで接着剤を用いない直接接合が可能となった。接合した結晶と通常の結晶で得られるレーザー発振特性を測定したところ、両者に差は生じなかった。この結果、大型化の方法としての可能性を示すことができた。

論文

Generation of polyphenylene radical cations and their cosensitization ability in the 9,10-dicyanoanthracene-sensitized photochemical chain reactions of 1,2-bis(4-methoxyphenyl) cyclopropane

玉井 聡行*; 一ノ瀬 暢之; 田中 智子*; 貴家 恒男; 橋田 勲*; 水野 一彦*

J. Org. Chem., 63(10), p.3204 - 3212, 1998/00

 被引用回数:21 パーセンタイル:39.82(Chemistry, Organic)

ビフェニル、ターフェニルなどのポリフェニレン化合物の光誘起電子移動反応系に対する共増感効果について、時間分解過渡吸収測定法を用いて検討した。9,10-ジシアノアントラセン(DCA)電子受容性を増感剤とする電子共与性化合物のラジカルカチオンを経由する反応はビフェニルなどの共増感剤の存在下で著しく促進されることが知られているが、1,2-ビス(4-メトキシフェニル)シクロプロパン(CP)の連鎖的なシス-トランス異性化反応、光酸素酸化反応の反応量子収率とCPのラジカルカチオン生成の量子収率から求めた連鎖長は、共増感剤の存在下、数倍から数十倍に増大することが分かった。従来、DCAと共増感剤のラジカルイオン対の高い解離収率で共増感効果が説明されてきたが、むしろ基質ラジカルカチオンと共増感剤との錯体形成がラジカルカチオンの失活を抑制するためであると考えられる。

報告書

レーザー光学結晶の育成に関する研究; 1, 装置製作及び基礎試験(共同研究)

杉山 僚; 安斎 裕*; 桂山 政道*; 山崎 貴史*; 山岸 喜代志*; 貴家 恒男; 有澤 孝; 宅間 宏*

JAERI-Tech 97-049, 50 Pages, 1997/10

JAERI-Tech-97-049.pdf:2.7MB

テーブルトップサイズの極短パルスペタワット級超高出力レーザーは、光量子科学研究の推進に不可欠なレーザーシステムである。このレーザー光を高い効率で安定に発振させるためには、発振媒体のレーザー光学結晶が有する特性を最大限に利用することが必須である。このことから、我々は高品位レーザー結晶の育成法について三井金属鉱業と共同研究を行っている。本報告は、3つの異なる育成装置を用いて4つの光学結晶を試作したので、育成手法の改善、装置の動作特性について記す。

論文

Distribution of products in polymer materials induced by ion-beam irradiation

杉本 雅樹; 工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 浜 義昌*; 浜中 健一*; 松本 英哉*

JAERI-Conf 97-003, p.269 - 272, 1997/03

高分子材料にイオン照射し、その生成物の分布を顕微FT-IRにより測定して照射効果を調べた。H$$^{+}$$, D$$^{+}$$, He$$^{2+}$$の照射では、化学反応により生成する2重結合の分布は、TRIMコードより計算した線量分布と一致するが、O, Ne, Ar, Krなどの重イオンでは、TRIMコードによる線量分布と異なりより長い飛程を示すことが明らかになった。

論文

Patterning of SnO$$_{2}$$ thin films by combination of lithographic photoirradiation and pyrolysis of an organotin polymer

玉井 聡行*; 一ノ瀬 暢之; 河西 俊一; 西井 正信; 貴家 恒男; 橋田 勲*; 水野 一彦*

Chemistry of Materials, 9(12), p.2674 - 2675, 1997/00

 被引用回数:15 パーセンタイル:40.58(Chemistry, Physical)

石英基板上に作製したポリ(4-トリメチルスタニルメチルスチレン)フィルムにマスクを通してKrFレーザー光を照射し、キシレンで現像すると架橋反応による不溶化高分子のネガ型パターンが得られた。このパターンを電気炉中500$$^{circ}$$C、2時間熱分解を行うと100nm厚の二酸化スズのパターンが得られた。パターンの大きさは熱分解前後ではほとんど変わらないことが原子間力顕微鏡観察により確認された。二酸化スズ薄膜の熱分解による形成は、未照射フィルムでは起こらないことが示され、現像工程を省いた場合でも二酸化スズのパターンが作成された。このことは高分子の熱分解による二酸化スズ薄膜形成において、二酸化スズ前駆体が架橋構造に閉じ込められることが必要であるものと考えられる。

論文

High energy ion irradiation effects on polymer materials, 2; Proton irradiation effects on PMMA and GFRP

工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 勝村 庸介*

Polymer, 37(21), p.4663 - 4665, 1996/10

 被引用回数:21 パーセンタイル:33.14(Polymer Science)

高分子材料の照射効果(放射線劣化)のLET依存性を調べるため、ポリメタクリル酸メテル(PMMA)とガラス繊維強化樹脂(GFRP)に、サイクロトロンからの高エネルギー(30, 45MeV)プロトンを照射し、3点曲げ試験、分子量測定、ガラス転移温度測定を行った。曲げ強度, 分子量, ガラス転移温度とも線量とともに低下したが、線量に対する挙動はCo-60ガンマ線に対するものと同じだった。Co-60ガンマ線$$sim$$30MeVプロトンの範囲では、LET効果は見られなかった。

論文

High energy ion irradiation effects on polymer material, 4; Heavier ion irradiation effects on mechanical properties of PE and PTFE

工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 勝村 庸介*

Polymer, 37(16), p.3737 - 3739, 1996/08

 被引用回数:14 パーセンタイル:44.4(Polymer Science)

サイクロトロンからの高エネルギーのプロトン, ヘリウム, 炭素, 酸素イオンをポリエチレンとテフロンに照射し、引張試験を行い、力学特性の変化にLET効果があるか否かを調べた。破断伸び, 破断強度とも電子線照射の場合と全く同様に変化し、LET効果は見られなかった。材料の力学特性は巨視的平均線量または表面の線量に従って劣化すると考えられる。

論文

High-energy-ion-irradiation effects on polymer materials, 3; The Sensitivity of cellulose triacetate and poly(methyl methacrylate)

工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男; 勝村 庸介*

Polymer, 37(14), p.2903 - 2908, 1996/07

 被引用回数:27 パーセンタイル:26.37(Polymer Science)

CTA(三酢酸セルロース)とPMMA(ポリメタクリル酸メチル)に、H$$^{+}$$$$sim$$炭素, 酸素イオンを照射し、吸光度および分子量の変化を調べた。高エネルギーのプロトンやヘリウムイオンでは、変化の仕方は電子線やガンマ線の場合と全く同様でLET効果が無かったが、炭素・酸素イオンでは収量が小さくなった。感度をLETに対してプロットしたところ、あるLETまでは感度が一定で、それ以上では感度が小さくなるしきい値が認められた。このしきい値を、低LET時の孤立スパーが連続してトラックを形成する境界と解釈した。

論文

High-energy ion radiation effects on polymer materials

工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

Irradiation of Polymers; Fundamentals and Technological Applications (ACS Symp. Series 620), 0, p.1 - 10, 1996/00

サイクロトロンにより加速された10~45MeVのプロトンなど、高エネルギーイオンを高分子材料や複合材料に照射し、引張試験・曲げ試験などによって劣化挙動を調べ、照射効果のLET依存性を調べた。ポリメタクリル酸メチルやエポキシ樹脂系のガラス繊維強化樹脂では、30MeVのプロトンとガンマ線との間で機械的特性の変化、分子量の変化に相違が見出せなかった。

論文

Temperature effects in gamma-ray irradiation of organic insulators for superconducting magnets for fusion reactors

工藤 久明; 笠井 昇; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

Irradiation of Polymers; Fundamentals and Technological Applications (ACS Symp. Series 620), 0, p.313 - 322, 1996/00

核融合炉用超電導磁石の有機絶縁材料として用いられる繊維強化樹脂のガンマ線照射に対する耐放射線性の照射温度依存性を調べた。77K照射では、室温照射に比べて、3点曲げ試験による曲げ強度の低下が著しく少なく、曲げ強度を初期の1/2にする線量は室温照射の25倍であった。照射による分解ガスを分析すると、水素の発生量は余り変わらなかったが、CO、CO$$_{2}$$、メタンの発生量が77Kでは著しく少なくなっていた。水素原子の引き抜き反応はC-H結合が77Kでも動けるために照射温度依存性が小さく、CO、CO$$_{2}$$が放出される反応は主鎖や側鎖の分子運動が77Kでは抑制されるために照射温度依存性があると解釈された。

論文

Research program at Kansai advanced photon research center

有澤 孝; 的場 徹; 貴家 恒男; 中島 一久*; 山川 考一; 佐々木 明

Proc. of Int. Conf. on LASERS'96, p.1 - 12, 1996/00

光量子科学では、超高ピーク出力レーザーの開発とそれによって駆動されるX線レーザーさらには超高ピーク出力レーザーを利用したレーザー加速研究開発を中心としたレーザー加速の研究を展開している。それら光量子科学研究の計画及び今までの成果として、10TW規模の極短パルス・超高ピーク出力レーザーの開発、300MeV級のレーザー加速基礎実験、超高ピーク出力用高繰り返し全固体レーザーなどについて述べる。

論文

Low temperature gamma-ray irradiation effects on polymer materials,3; Gas evolution and change of molecular weight

工藤 久明; 笠井 昇; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

Radiation Physics and Chemistry, 48(1), p.95 - 100, 1996/00

 被引用回数:17 パーセンタイル:19.36(Chemistry, Physical)

ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ガラス繊維強化樹脂(GFRP)に77K及び室温でガンマ線照射し、発生ガス分析、分子量測定、ガラス転移温度測定などを行い照射効果の温度依存性を調べるとともに、力学特性が示した温度依存性との対応を調べた。分子量の低下、ガラス転移温度の低下は、77K照射では室温照射に比べ著しく小さくなっており、曲げ強度の温度依存性とよく対応した。ガス発生では、COとCO$$_{2}$$の発生量が低温で小さくなっていた。低温では分子運動性が小さいためにCOやCO$$_{2}$$の発生に伴う高分子の切断が少なくなっていると考えられた。

論文

Low temperature gamma-ray irradiation effects on polymer materials,2; Irradiation at liquid helium temperature

工藤 久明; 笠井 昇; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

Radiation Physics and Chemistry, 48(1), p.89 - 93, 1996/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:35.83(Chemistry, Physical)

極低温ガンマ線照射試験装置を用いて、ポリテトラフルオロエチレン、ブチルゴム、ポリエチレンにCo-60ガンマ線を4K(液体ヘリウム温度)、77K、室温で照射し、引張り試験、分子量(ゲル分率)測定などを行い、照射効果の温度依存性を調べた。室温~77Kでは劣化が1/2~1/5に少なくなったが、77Kと4Kでは同一の劣化挙動を示した。室温と77Kの間にはガラス転移やガンマ転移があるために劣化が温度依存性を示し、77Kと4Kの間には高分子の分子運動性の転移点が無いために同一の照射効果を与えると解釈した。

論文

Low temperature gamma ray irradiation effects on polymer materials,4; Gas analysis of GFRP and CFRP

工藤 久明; 笠井 昇; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

Radiation Physics and Chemistry, 48(3), p.695 - 696, 1996/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.91(Chemistry, Physical)

ガラス繊維強化樹脂(GFRP)及び炭素繊維強化樹脂(CFRP)に77K及び室温でガンマ線照射し、発生ガスを分析した。GFRP、CFRPとも、77Kと室温で水素の発生量は変わらず、COとCO$$_{2}$$の発生量が低温で非常に小さくなっていた。GFRPとCFRPで比較すると、室温照射ではCFRPの方がガス発生が少なく、繊維による保護効果がみられた。しかし77K照射では、保護効果はあまりみられなかった。

論文

High energy ion irradiation effects on mechanical properties of polymeric materials

工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

Radiation Physics and Chemistry, 48(5), p.545 - 548, 1996/00

 被引用回数:7 パーセンタイル:43.69(Chemistry, Physical)

高分子材料のイオン照射に対する耐放射線性を調べるため、イオン照射装置を整備し、サイクロトロンからの高エネルギーイオン(10~45MeVのプロトン等)をポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリメチルメタクリレート、ガラス遷移強化エポキシ樹脂を照射し、曲げ試験および引張り試験を行った。曲げ強度や引張り破断延びの吸収線量に対する変化は、2MeV電子線やCo-60ガンマ線の場合とほとんど同様であった。

論文

High energy ion irradiation effects on polymer materials,3

工藤 久明; 貴家 恒男; 瀬口 忠男

JAERI-Review 95-019, 0, p.77 - 79, 1995/10

種々の高分子材料にH$$^{+}$$、He$$^{2+}$$などの軽イオンを照射したとき、力学特性、架橋・切断の挙動は吸収線量にのみ依存し、電子線や$$gamma$$線照射と同一であることが確かめられた。放射線の種類により、LETは大きく異なるが、照射効果が同一であることは、反応の起る空間分布はLETにさほど依存しないこと、すなわち、LETは大きくても空間的エネルギー付与の密度は大きくならないことと解釈できる。

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