Transmission secondary ion mass spectrometry using 5 MeV C ions

中嶋 薫*; 永野 賢悟*; 鈴木 基史*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 平田 浩一*; 木村 健二*

Applied Physics Letters, 104(11), p.114103_1 - 114103_4, 2014/03

https://doi.org/10.1063/1.4868655

In the secondary ion mass spectrometry (SIMS), use of cluster ions has an advantage of having a high sensitivity of intact large molecular ions over monatomic ions. This paper presents further yield enhancement of the intact biomolecular ions with measuring the secondary ions emitted from a self-supporting thin film in the forward direction, which is the same direction as primary beams. Phenylalanine amino-acid films deposited on self-supporting thin SiN films were bombarded with 5-MeV C ions. Secondary ions emitted in the forward and backward directions were measured under the bombardments of the SiN and phenylalanine sides, respectively. The yield of intact phenylalanine molecular ions emitted in the forward direction is about one order of magnitude larger than the backward direction, while fragment ions of phenylalanine molecules are suppressed. This suggests a large potential of transmission cluster-ion SIMS for the analysis of biological materials.

ITPA(国際トカマク物理活動)会合報告,27

長壁 正樹*; 篠原 孝司; 東井 和夫*; 藤堂 泰*; 濱松 清隆; 村上 定義*; 山本 聡*; 井戸村 泰宏; 坂本 宜照; 田中 謙治*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 85(12), p.839 - 842, 2009/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/40016957892

この会合報告は、2009年秋に開催された国際トカマク物理活動(ITPA)の会合報告を取りまとめたものである。取りまとめたトピカルグループは"高エネルギー粒子物理", "輸送と閉じこめ物理", "ペデスタル物理", "MHD安定性", "計測"、及び"統合運転シナリオ"の計6グループである。報告内容は、各トピカルグループの国内委員により、各会合で発表されたITER実現に向けた物理課題の解析結果や装置間比較実験結果報告、また次回会合までに行うべき課題などについてである。

Chraracterization of iron hydroxides in a weathered rock surface by visible microspectroscopy

永野 哲志; 磯部 博志*; 中嶋 悟*; 芦崎 翠*

Applied Spectroscopy, 56(5), p.651 - 657, 2002/05

https://doi.org/10.1366/0003702021955222

本報は、風化花崗岩中に微量に存在する鉄酸化物を顕微可視分光法で分析した結果を報告したものである。顕微可視分光計は数十mの微細領域の可視光スペクトルを測定する装置であり、微視的に不均質な花崗岩に適用すれば構成鉱物毎の情報を得ることができる。従来からの拡散反射法により風化花崗岩中には結晶質の針鉄鉱が存在することが示されていたが、本分析法により結晶質相に加え非晶質水酸化鉄も存在していることを明らかにした。また、風化環境下における非晶質水酸化鉄及び針鉄鉱の生成速度を議論するとともに、風化環境下において熱力学的に不安定であり本来速やかに結晶化するはずの非晶質水酸化鉄が、有害元素を取り込んだ場合には長期に亘り安定に存在する可能性を指摘した。

新型顕微可視分光計の開発とウラン鉱物の結晶化学・地球科学

磯部 博志; 中嶋 悟*

月刊地球, 18(4), p.262 - 268, 1996/00

顕微鏡、回折格子型分光器とCCDカメラを組み合わせて、岩石薄片試料などの透過、反射、蛍光などの可視分光スペクトルを測定可能な顕微可視分光計を開発した。焦点位置に組み込んだ絞りによって、直径数m程度までの測定領域を、試料上の位置を正確に確認しながら短時間で測定可能である。これにより、ウラン鉱物などの吸収、反射、蛍光スペクトルの精密測定が可能となった。ウラニルの酸化物、けい酸塩、りん酸塩鉱物による違いや、陽イオン種による特徴が吸収スペクトルに現れている。蛍光では、極低温での微細構造が測定可能であり、ウラン鉱物の進化過程の定量的理解に役立つ可能性を持っている。

ESR and cathodoluminescence studies of radiation defects in clays and quartz from some U deposits

Clozel, B.*; 小室 光世; 中嶋 悟*; 永野 哲志*; 正木 信行*; 林 久人*

PNC TN6410 92-004, 32 Pages, 1992/03

PNC-TN6410-92-004.pdf:1.45MB

主に堆積岩中に胚胎する世界のウラン鉱床6地域の岩石試料について、鉱物の放射線損傷を電子スピン共鳴分光法(ESR)及びカソードルミネッセンス(CL)法によりしらべた、カオリン鉱物を含む粘土フラクション粉体のESRスペクトルには、カオリナイトに知られている放射中心と同様のシグナルが観察された。しかし、他のスメクタイトやイライト等の粘土鉱物にはこのような放射中心は認められなかった。したがって、岩石の風化や変質の際の、ウラン等の放射性元素の挙動の指標としては、カオリン鉱物が最も適している。同じ試料薄片のCL法による観察では、ウランの含有量の高い試料中の石英粒子の周縁部に、30ミクロン程度の放射線損傷リムが存在していることが観察された。このリムは、ウランの含有量が低くても年代の古い試料には存在しており、石英の堆積時から現在までの放射線被爆歴を示している。したがって、これら2つの手法は、鉱床生成時から現在にかけてのウランの2次的移動・濃集過程の解析の手段として用いることができる。

The Factors controlling vertical color variations of North Atlantic Madeira Abyssal Plain sediments

長尾 誠也; 中嶋 悟

Marine Geology, 109, p.83 - 94, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0025-3227(92)90222-4

放射性廃棄物の地層処分において、土壌や堆積物中の有機物、鉄、マンガンと放射性核種の相互作用を把握することは重要である。その相互作用の機構を明らかにするためには、それらの土壌中の分布はもちろん、存在形態を把握しなければならない。そこで、分光学的手法で簡単に、非破壊でそれらのパラメーターを測定できる方法の開発を海底堆積物を試料として検討を行なった。簡単な色彩計により海底土の色を測定し、その色と海底土中の有機物、鉄、マンガン、炭酸カルシウム含量と比較した結果、それぞれ正の相関関係が存在した。これは、土壌の化学成分の含量の違いが色に反映されていることを示唆している。また、海底土の鉄は主に水酸化物態で存在している可能性が示唆された。従って本方法は、土壌や堆積物中の有機物、鉄、マンガンの鉛直、水平分布やそれらの存在形態をおさえるには、極めて有効な手段といえる。

A Convenient method of color measurement of marine sediments by colorimeter

長尾 誠也; 中嶋 悟*

Geochemical Journal, 25, p.187 - 197, 1991/00

https://doi.org/10.2343/geochemj.25.187

土壌や堆積物の色は、有機物、炭酸カルシウム、鉄、マンガン含量とその依存形態によって支配されているといわれている。従って、土壌や堆積物の色を定量的におさえることにより、土壌での放射性核種の挙動において重要な役割を演ずると考えられてるそれらの物質の鉛直、水平分布を現場で、簡単に把握することができる。そこで、簡単な色彩色差計を用い、土壌や堆積物の色を現場で測定できる方法の開発を試みた。色彩色差計により、海底堆積物の色を水を含んだ状態と乾燥させた状態で測定し、含水率の効果、粒径の効果等について検討を行なった。その結果、水を含んだ状態の海底堆積物の色は、主に水と堆積物固相の化学成分の濃度と存在形態によって支配されていることが明らかとなった。また、本方法の測定精度は8%以下であるため、充分、現場で用いることができる実用的な方法である。

岩石間隙水中のイオンの拡散と間隙の性質

西山 勝栄*; 中嶋 悟; 多田 隆治*; 内田 隆*

鉱山地質, 40(5), p.323 - 336, 1990/00

https://ci.nii.ac.jp/naid/40001206603

放射性廃棄物の地層処分において、岩盤割れ目からその周辺のマトリックス部への核種の拡散現象は、核種の移動の重要な遅延現象である。そこでこの現象を定量化するため、様々な岩石について、その間隙水中のヨウ素イオンの拡散実験を行い、有効拡散係数を測定した。また、これらの岩石の全間隙率及び間隙孔径分布を測定した。その結果、両対数グラフ上で、岩石の5nm以上の間隙率(transport porosity)traと有効拡散係数は、均質等方的な岩石についてほぼ直線的な関係がある。その傾きから、拡散経路の屈曲度では、=traの形でtransport porosityの関数となった。これらの関係は、間隙率を測定し、また間隙率の長期的変化等の推測をすれば、岩盤マトリックス中での核種の拡散現象の定量的予測ができる事を示唆する。

Diffusion and fixation of a mobile radionuclide in deep-sea sediments

中嶋 悟; 喜多 治之*

Disposal of Radioactive Waste in Seabed Sediments, p.151 - 164, 1989/00

海洋底下処分の安全性研究において、深海底推積物中の間隙水の動きが小さい場合、間隙水中の拡散が核種の主な移行要因である。そこで、動きやすい核種の代表としてテクネチウムの深海底推積物中での拡散係数を測定した。TcOの拡散係数は、両対数グラフ上で、推積物中の水分量及び間隙率と直線的相関関係がある事がわかった。この関係により、安全評価用の入力パラメータとしての拡散係数を、より合理的に見積もる事ができる。深海底推積物中の一部には、黒色班点を含むものがあり、テクネチウムはこの部分で固定された。この部分は、局所的還元性環境であると考えられ、有機性還元剤(例えば酸化還元酸素)がテクネチウムを還元・沈澱したと推定される。このような有機性還元物質の存在は、核種の深海底推積物中での移行を遅延するのに有効であろう。

Study of colors and degrees of weathering granitic rocks by visible diffuse reflectance spectroscopy

永野 哲志; 中嶋 悟

Geochemical Journal, 23, p.75 - 83, 1989/00

https://doi.org/10.2343/geochemj.23.75

風化度の異なる花崗岩質岩石の粉末の色を研究するため、可視域の拡散反射法と色彩色差計を応用した。その結果、FeO(OH)が風化花崗岩の黄色を帯びる原因だと考えられた。このFeO(OH)を拡散反射法によって定量分析した結果、風化の進行に伴い明らかに増加することが分かった。従って、FeO(OH)は風化を示す定量的なパラメータになるであろう。