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山口 瑛子; 栗原 雄一*; 永田 光知郎*; 田中 万也; 桧垣 正吾*; 小林 徹; 谷田 肇; 小原 義之*; 横山 啓一; 矢板 毅; et al.
Journal of Colloid and Interface Science, 661, p.317 - 332, 2024/05
被引用回数：0ラジウム(Ra)は放射性元素であり、放射性廃棄物処理やウラン鉱山周辺の環境問題で重要なため、環境中Ra挙動の解明は急務である。しかし、Raは安定同位体が存在しないため分子レベルの実験が難しく、環境中で重要と考えられる粘土鉱物への吸着反応についても詳細なデータは得られていない。本研究では、広域X線吸収微細構造(EXAFS)法によりRaの分子レベルの情報を得る手法を確立し、さらに第一原理計算を利用することでRaの粘土鉱物への吸着構造を明らかにした。また、同族元素との比較を行い、粘土鉱物への吸着反応の系統的な理解に資する結果を得た。
molecular dynamics simulations reveal the hydration structure of the radium(II) ion山口 瑛子; 永田 光知郎*; 小林 恵太; 田中 万也; 小林 徹; 谷田 肇; 下条 晃司郎; 関口 哲弘; 金田 結依; 松田 晶平; et al.
iScience (Internet), 25(8), p.104763_1 - 104763_12, 2022/08
被引用回数：9 パーセンタイル：68.46(Multidisciplinary Sciences)ラジウム(Ra)は環境汚染やがん治療の観点から注目を集めている元素である。しかし、安定同位体が存在せず扱いが難しいことから、物理化学的に重要な水和構造さえも原子レベルでの観測が行われていない。本研究では、世界で初めて、広域X線吸収微細構造(EXAFS)法を用いたRa水和構造の解明を行った。また、第一原理計算による水和構造解明も実施し、実験ではわからない水分子のダイナミクスの解明を行った。両者の比較も行ったところ、実験と計算の結果はよく一致し、Raの第一水和圏における配位数や酸素との距離を解明した他、アナログ元素であるバリウムに比べて水分子の配位が弱いことがわかった。これらはRaの環境挙動解明やがん治療開発等に資する結果である。
山口 瑛子; 永田 光知郎*; 田中 万也; 小林 恵太; 小林 徹; 下条 晃司郎; 谷田 肇; 関口 哲弘; 金田 結依; 松田 晶平; et al.
放射化学, (45), p.28 - 30, 2022/03
ラジウム(Ra)は環境挙動の解明が急務な元素であるが、安定同位体を持たないため分光法の適用が難しく、水和構造でさえも十分に解明されていない。本研究では、Raの広域X線吸収微細構造(EXAFS)を測定し、世界で初めてRaの水和状態及び粘土鉱物への吸着状態を分子レベルで解明した。水和構造について第一原理計算を実施した結果、実験値と計算値は整合した。粘土鉱物において、Raは内圏錯体を形成し、環境中でRaが粘土鉱物に固定されることが示唆された。本稿では特に水和構造の結果について詳細に述べる。
solutions; Model experiments for the chemical study of Db笠松 良崇; 豊嶋 厚史; 羽場 宏光*; 當銘 勇人*; 塚田 和明; 秋山 和彦*; 吉村 崇*; 永目 諭一郎
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 279(2), p.371 - 376, 2009/02
被引用回数：12 パーセンタイル：62.36(Chemistry, Analytical)105番元素Db(ドブニウム)の陰イオン交換実験を行うために、その基礎実験としてDbと同じ5族元素であるNb, Ta及び擬5族元素PaのHF, HF/HNO水溶液系における陰イオン交換挙動をバッチ法で調べた。F
及びNOイオン濃度を関数として、これら元素の陰イオン交換における分配係数を測定した結果、それぞれの元素が明確に異なる陰イオン交換挙動を示すことがわかった。これらの結果をもとにそれぞれの元素のフッ化物錯形成の様子を議論するとともにDbのフッ化物錯形成を調べるための実験条件を提案することができた。
羽場 宏光*; 秋山 隆宏*; 加治 大哉*; 菊永 英寿*; 栗林 隆宏*; 森本 幸司*; 森田 浩介*; 大江 一弘*; 佐藤 望*; 篠原 厚*; et al.
European Physical Journal D, 45(1), p.81 - 86, 2007/10
被引用回数：11 パーセンタイル：49.57(Optics)理研における超重元素化学の立ち上げ状況について紹介する。理研線形加速器に付設された気体充填型反跳分離器(GARIS)とガスジェット搬送装置を組合せたシステムを新たに整備し、
Tm(
Ar,3n), 
Pb(Ar,3n)反応で合成した
Fr, 
Fmを用いてシステムのテストを行った。GARISにより分離した後ガスジェット搬送したこれらの核種のアルファ線を回転円盤型測定装置を用いて同定した。ガスジェット効率はビーム電流に依存せず、80%以上であった。また、理研K70AVFサイクロトロンにおいてもガスジェット結合型超重元素製造チェンバーを整備した。それぞれ
U(
Ne,5n), 
Cm(
O,5n)反応で合成した
No, 
Rfのガスジェット搬送実験を行った。
杉本 誠; 礒野 高明; 小泉 徳潔; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 濱田 一弥; 布谷 嘉彦; 松井 邦浩; 澤田 健治*; 高橋 良和; et al.
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 9(2), p.636 - 639, 1999/06
被引用回数：1 パーセンタイル：17.14(Engineering, Electrical & Electronic)CSインサート・コイル製造のため、応力下酸化割れ(SAGBO,Stress Accelerated Grain Boundary Oxidation)を回避するためのR&Dを、短試験片を用いて行った。この結果について報告する。短試験片でのSAGBO発生試験では、導体に施工されたクロム・メッキの有無ならびに、溶接箇所により、SAGBO割れの発生がみられた。これに回避するための溶接箇所の変更を行い、かつCSインサート製造工程をすべて反映したサンプルを製作した。本サンプルにてSAGBO発生実験を行い、SAGBO割れを発生することなく、CSインサートの熱処理が可能であることを実証した。
高山 玲央奈*; 大江 一弘*; 小森 有希子*; 藤沢 弘幸*; 栗山 亜依*; 菊谷 有希*; 菊永 英寿*; 笠松 良崇*; 吉村 崇*; 高橋 成人*; et al.
no journal, ,
本研究では、HDEHP(Di(2-ethylhexyl) phosphoric acid)を抽出剤として三価のアクチニド(Ac, Am, Cm, Cf, Es, Fm)並びにランタノイドの抽出定数(
)に関して系統的な比較を行った。
Am, 
Cm, 
Cf, 
Es, 
Pmトレーサー並びにPmを除くランタニド混合溶液を用いてそれぞれのを決定した。また、大阪大学核物理研究センターのAVFサイクロトロンにおいてU(
O, 4n)反応によって合成した
Fm(半減期30分)を用いて、そのを測定した。ランタノイドとアクチノイドのは直線的に増加せず、段階状のテトラド効果を示すことがわかった。また、Am, Cm, Cf並びにEsのはそれぞれイオン半径が同程度のランタノイド元素とほぼ同じ値を持つ一方で、Fmのはイオン半径の近いDyのより明らかに小さいことを見いだした。
横北 卓也*; 小森 有希子*; 菊谷 有希*; 木野 愛子*; 塩原 直也*; 笠松 良崇*; 吉村 崇*; 高橋 成人*; 大江 一弘; 篠原 厚*
no journal, ,
106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元挙動の研究に向け、模擬実験として同族元素であるモリブデン(Mo)及びタングステン(W)の5価及び6価の溶媒抽出挙動を調べた。0.05M Aliquat 336-クロロホルム溶液を有機相として用い、Moの分配比の塩酸濃度依存性を調べたところ、4M以上の塩酸で5価のMoの分配比の方が6価のMoの分配比より大きくなった。このことから5価のMoの方が陰イオン錯体を形成しやすいということが考えられ、この条件で価数の違いを溶媒抽出により確認できることがわかった。また、6価Moを電解により還元した5価のMoと、塩化モリブデン(V)を用いた5価のMoの溶媒抽出挙動が一致したため、電解によって還元されたことを溶媒抽出によって確認できるということが示唆された。
横北 卓也*; 大江 一弘; 小森 有希子*; 菊谷 有希*; 木野 愛子*; 中村 宏平*; 笠松 良崇*; 高橋 成人*; 吉村 崇*; 高宮 幸一*; et al.
no journal, ,
106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元挙動を調べることを目的に研究を進めている。Sgは生成量が非常に少ないことから、ボルタンメトリーによる酸化還元実験を行うことができないため、酸化数の変化を化学分離挙動の変化から調べる必要がある。今回、同族元素であるモリブデン(Mo)及びタングステン(W)を用い、模擬実験として5価及び6価のMo, Wの溶媒抽出挙動を調べた。実験にはマクロ量のMo, Wを用い、水相には塩酸水溶液を、有機相にはAliquat336-クロロホルム溶液を用いた。また、6価Mo及びWとして、キャリアーフリーのトレーサー(
Mo及び
W)も使用した。この実験の結果、5価Mo, Wの分配比は、両方とも6価のものより大きく、この抽出系で酸化数の変化を調べられる可能性があることがわかった。また、キャリアーフリーの6価Mo及びWの抽出挙動は、6-11M HClにおいてマクロ量での結果と一致し、この塩酸濃度範囲がSg実験に適切であることがわかった。
Ko, B.-S.*; 長谷川 伸; 濱田 崇; 吉村 公男; 前川 康成
no journal, ,
The mechanism of radiation-induced graft polymerization (RGP) have been investigated through swelling-induced detachment phenomenon of graft-polymers from poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) films, prepared using various styrene/solvent mixture. This method newly provides various properties of graft polymers, such as number-average molecular weights (Mn), weight-average molecular weights (Mw), polymer distribution index (PDI: 1.9-2.5), and a number of graft polymers (
: 7.5 
10
-1.4 10 g
). These results reveal that the effect of monomer concentration is not significant on the RGP kinetics; however, the polarity of the solvents affects the RGP kinetics. Namely, poor solvents delayed initiation of polymerization and induced "gel-effect" significantly, resulting in faster kinetics of RGP.
竹内 航太*; 濱田 崇; 吉村 公男; 廣木 章博; 前川 康成
no journal, ,
電極触媒に高価な白金を用いないアルカリ型固体高分子燃料電池の実現には、その構成材料であるアニオン伝導電解質膜(AEM)のアルカリ耐性の大幅な向上が必須となっている。本研究では、グラフト型AEMのアルカリ中での劣化機構の解明を目的に、80
C、1M水酸化カリウム水溶液中でのAEMのイオン伝導度、含水率及び機械特性(破断強度、破断伸度)の変化を調べた。エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)を基材として、放射線グラフト重合、4級化、イオン交換反応により、有機強塩基である水酸化テトラアルキルアンモニウムを有するグラフト型AEM(ETFE-AEM)を合成した。上記アルカリ水溶液中おいて、ETFE-AEMのイオン伝導度、含水率及び膜重量がほとんど変化しないのに対し、その破断強度、破断伸度は浸漬時間とともに減少した。この結果から、AEMのアルカリ水溶液中での劣化は、従来考えられているアニオン交換基の分解でなく、強塩基性アニオン交換基の水酸化物イオンの高い求核性によるETFEの分解に起因する可能性が示唆された。
豊嶋 厚史; 神田 晃充*; 池田 卓海*; 吉村 崇*; 篠原 厚*; 矢納 慎也*; 小森 有希子*; 羽場 宏光*
no journal, ,
放射性元素であるアスタチン(At)は、水溶液中において幾つかの酸化状態を取ると考えられているが、それぞれの価数や化学種についての実験的情報は得られていない。そこで本研究では、酸化還元剤ならびに電解法を用いたAtの酸化還元について検討した。
Bi(
, 2
)
At反応によって半減期7.2時間のAtを合成し、Bi標的からAtを蒸留分離した後、1.0M HClO
水溶液系で酸化還元を行った。酸化還元剤を用いた実験では、HClOと酸化還元剤を混合し、ヘキサンに溶解した0.1Mリン酸ビス(2-エチルヘキシル)との溶媒抽出を行った。電解法の場合では、1.0M HClO水溶液でのフロー電解の後、同じ有機相を用いて溶媒抽出を行った。酸化還元剤を用いた場合、酸化剤、還元剤あるいは両者とも用いない場合で分配比がそれぞれ大きく異なった。これは本抽出系で酸化還元反応を観測できることを示している。一方、電解法では印加電圧を増減させても分配比は変化しなかった。電解直後に価数が元に戻っている可能性が考えられる。今後フロー電解クロマトグラフ法を用いて電解と分離を同時に行って酸化還元反応を検出する予定である。
山口 瑛子; 永田 光知郎*; 田中 万也; 小林 恵太; 奥村 雅彦; 小林 徹; 下条 晃司郎; 谷田 肇; 関口 哲弘; 金田 結依; et al.
no journal, ,
ラジウム(Ra)は環境挙動の解明が急務な元素であるが、安定同位体を持たないため分光法の適用が難しく、水和構造でさえも十分に解明されていない。本研究では、Raの広域X線吸収微細構造を測定し、世界で初めてRaの水和状態及び粘土鉱物への吸着状態を解明した。水和構造について第一原理計算を実施した結果、実験値と計算値は整合した。粘土鉱物において、Raは内圏錯体を形成し、環境中でRaが粘土鉱物に固定されることが示唆された。
山口 瑛子; 永田 光知郎*; 田中 万也; 小林 恵太; 奥村 雅彦; 小林 徹; 下条 晃司郎; 谷田 肇; 関口 哲弘; 金田 結依; et al.
no journal, ,
ラジウム(Ra)は環境挙動の解明が急務な元素であるが、安定同位体を持たず希ガスのラドンを生成するといった取り扱いの難しさから分光法の適用が難しく、水和構造でさえも十分に解明されていなかった。本研究では、Raの広域X線吸収微細構造(EXAFS)を測定し、世界で初めてRaの水和状態及び粘土鉱物への吸着状態を解明した。水和構造について第一原理計算を実施した結果、実験値と計算値は整合的であり、さらに第一原理計算ではアナログ元素であるバリウムについても計算を実施し、両者の比較も行った。これらの結果を比較したところ、Raは粘土鉱物に対して内圏錯体を形成し、環境中でRaが粘土鉱物に固定されることが示唆された。
臼井 嘉哉*; 上嶋 誠*; 長谷 英彰*; 市原 寛*; 相澤 広記*; 小山 崇夫*; 坂中 伸也*; 小河 勉*; 山谷 祐介*; 西谷 忠師*; et al.
no journal, ,
将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性があるマグマの貫入・噴火や断層活動に伴う岩盤の破壊等の現象については、段階的なサイト調査によって適切に回避することが求められる。地表からの調査の段階において地下の間隙流体の分布を明らかにすることは火山のマグマ供給系の理解に加え、地下の流体が断層強度を低下させるために引き起こされる地震活動のリスクの評価及び回避の観点において重要となる。南東北の背弧側には鳥海山,肘折,月山など複数の第四紀火山が分布し、それら火山の周辺では深部低周波地震が起きている。また、本地域には庄内平野東縁断層帯等M7クラスの内陸地震を引き起こす可能性ある断層が複数存在している。われわれは南東北の背弧側で地磁気・地電流(magnetotelluric)法観測を実施し、3次元地下電気比抵抗構造を推定した。本発表では得られた電気比抵抗構造を示し、南東北の背弧側の地下の間隙流体の分布,火山活動,地震活動との関係性について議論する。
山口 瑛子; 永田 光知郎*; 小林 恵太; 田中 万也; 小林 徹; 谷田 肇; 矢板 毅; 吉村 崇*; 奥村 雅彦; 高橋 嘉夫*
no journal, ,
環境化学や核医学などの分野で重要な元素であるラジウム(Ra)については、安定同位体が存在しないため分光法の適用が難しく、水和構造でさえも十分に解明されていなかった。本研究では、Raの広域X線吸収微細構造(EXAFS)を測定し、Raの水和状態及び粘土鉱物への吸着状態を解明した。さらに人形峠旧ウラン鉱床周辺のコア試料分析を行い、環境中Raの挙動を調べた結果、分子レベルの吸着構造と整合する結果を得た。
永田 光知郎*; 山口 瑛子; 小林 徹; 下条 晃司郎; 横山 啓一; 谷田 肇; 矢板 毅; 高橋 嘉夫*; 吉村 崇*
no journal, ,
ラジウム(Ra)はカルシウムと同族のアルカリ土類金属であるため、体内に取り込まれると骨に特異的に吸着する。Raを用いたがん治療はこの性質を利用しており、骨に転移したがんをターゲットに治療が行われる。今後、より効果的な薬を開発するには、骨に吸着したRaの化学状態の解明が必須である。本研究では、骨芽細胞を培養して得られたヒドロキシアパタイト(HAp)にRaを吸着させ、RaのL吸収端で広域X線吸収微細構造(EXAFS)測定を行うことで、その局所構造の情報を得た。また、合成Hapや同族のバリウムでの局所構造と比較した結果についても併せて報告する。
山口 瑛子; 栗原 雄一*; 永田 光知郎*; 小林 恵太; 田中 万也; 小林 徹; 谷田 肇; 矢板 毅; 吉村 崇*; 奥村 雅彦; et al.
no journal, ,
ラジウム(Ra)は環境汚染や放射性廃棄物処理の観点から重要な元素である。しかし、安定同位体が存在せず扱いが難しいことから、比較的高濃度の試料が必要な分光法は適用できず、分子レベルでの情報は殆ど得られていなかった。本研究では、Raの広域X線吸収微細構造(EXAFS)を測定し、さらに第一原理計算を実施することで、Raは粘土鉱物の層間に脱水して吸着していることを明らかにした。この結果は、これまでの研究結果である環境試料の分析と整合的である。以上の結果は、粘土鉱物にRaが強く固定されることを示唆しており、Raの環境動態解明や環境中Raの除去手法開発等に資する。
