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江夏 昌志; 石井 保行; 山田 尚人; 大久保 猛; 加田 渉*; 喜多村 茜; 岩田 吉弘*; 神谷 富裕; 佐藤 隆博
JAEA-Technology 2016-006, 41 Pages, 2016/03
JAEA-Technology-2016-006.pdf:14.03MB
日本原子力研究開発機構原子力科学研究部門高崎量子応用研究所のイオン照射研究施設では、これまでに、3MVシングルエンド加速器におけるMeV級軽イオンマイクロビームによる高空間分解能な局所元素分析・加工システムの開発を行ってきた。ここでは、加速器、ビーム輸送ライン及びマイクロビーム形成装置などの主構成機器に加えて、マイクロPIXE/PIGE(Particle Induced X-ray/Gamma-ray Emission)分析、三次元元素分布分析(PIXE-CT: Computed Tomography)、イオン誘起発光分析(IBIL: Ion Beam Induced Luminescence)及び微細加工(PBW: Proton Beam Writing)への応用研究に用いるための付帯装置・治具類に関する技術的な改良について、これらの機器・装置等の概要とともに纏める。
岩田 吉弘*; 石井 慶造*; 神谷 富裕; 佐藤 隆博
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 90, 2012/01
Distribution and abundance of several elements in a lichen sample were searched by micro beam PIXE. Dried fruticose linen (Cladonia amaurocraea (Florke) Schaer.) was cut to 25 
m slice sample and mounted on the target folder. It was subjected to 3 MeV proton bombardments by the micro beam PIXE system of TIARA. The elemental maps made by the distribution of K and Cl show the shape of the section of the lichen slice. S and P were mainly distributed on the upper cortical layer. Si deposited between inner cortical layer and algal layer, and also deposited on the inner wall of algal layer. Elemental abundances for S, P and Ca were estimated by the intensity of characteristic X-ray and analytical sensitivity of the micro beam PIXE, for instance, S in the upper cortical layer was 2.6 mg cm
and Ca in the algal layer was 0.2 mg cm.
岩田 吉弘*; 石井 慶造*; 横田 渉; 神谷 富裕; 佐藤 隆博; 及川 将一*
no journal, ,
白金(Pt)の錯体は、抗ガン剤としてその研究と利用が進められ、その作用を明かにするため、マイクロPIXEシステムを用いてPtの細胞内分布が調べられており、Ptの定量感度を求めることが急務であった。本研究では、粒径約25mの球状イオン交換樹脂に正確量のPtを吸着させた標準試料(SRM)を試作し、マイクロビーム照射による特性X線強度と元素添加量とから分析感度を求めたところ、10
1010m
の試料にビームを50nCを照射した場合、Ptの検出下限は15fgであることがわかった。
岩田 吉弘*; 石井 慶造*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕
no journal, ,
PIXE分析における装置の校正や分析値の相互比較のために、イオン交換樹脂中に分析目的元素を正確量含有する標準物質を開発し、TIARAマイクロビームPIXEにおける、アルミニウム,カルシウム,マンガン,鉄,コバルト,ニッケル,銅,亜鉛,ストロンチウム及び鉛の分析感度を求めた。実試料として地衣類を一定の厚さで切り出し、マイクロPIXE分析によりその概形を調べることができた。また、標準物質から求めた分析感度から、元素存在度を示すことができた。
岩田 吉弘*; 高橋 祥子*; 石井 慶造*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕
no journal, ,
本研究では、食物連鎖による生物濃縮過程の解明を目的に、PIXE(particle induced X-ray emission)及びマイクロPIXEによる、植物プランクトンとこれを捕食する動物プランクトン内の元素の定量評価法を検討している。今回は、まずこれらの プランクトンを元素濃度が異なる2種類の培養液(熱帯魚用人工海水及び濾過海水)中で培養した場合のプランクトン内の元素存在量についてPIXE分析により定量比較した。その結果、どちらのプランクトンでも培養液の違いによってMgとZnについてのみ存在度が異なり、他の元素については大きな差がないことを確認した。このことは人工海水培養液で生物濃縮の実験ができることを示している。さらに、人工海水培養液で飼育した動物プランクトンについてマイクロPIXE分析を行い、各種微量元素の分布図を取得可能であることと、個体内の微量のFeの定量も可能であることを確認した。以上から、食物連鎖による生物濃縮過程の解明研究に、PIXE及びマイクロPIXEが応用可能であることが示唆された。
岩田 吉弘*; 堅田 真守*; 石井 慶造*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕
no journal, ,
本研究では、水中の微小生物中の元素の定量によって食物連鎖による元素移行を解明することを目的としている。PIXEで目的元素を正確に定量するためには標準物質(SRM)が使用されるが、マイクロPIXEではその空間分解能(1m)に匹敵する一様さがSRMに求められる。そこで、マイクロPIXE用として、生体関連金属元素を粒径7
11mのマクロポーラス型イオン交換樹脂に一定量含ませたSRMを開発した。さらに、生体試料全体に含まれるS(硫黄)についても定量を行うために、イオン交換樹脂の基材に含まれるSの体積当たりの含有量を化学分析によって求め、Sに関するSRMとして使用した。これらのSRMを用いて、水中微小生物のシオミズツボワムシ(
)の口部分(50 50m)をマイクロPIXEで分析し、S: 41, Fe: 1.2, Cu: 0.1, Sr: 0.8とそれぞれピコグラム(pg)単位で定量することに成功した。このように、生体関連金属元素に加えてSが定量可能になったことで、微小生物間の元素移行を詳細に分析する見通しが得られた。
岩田 吉弘*; 江夏 昌志; 山田 尚人; 喜多村 茜; 佐藤 隆博; 横山 彰人; 大久保 猛; 石井 保行
no journal, ,
マイクロPIXE分析における検出器の校正や分析値の相互比較のために、半径69mの球形のイオン交換樹脂1粒に計11種類の軽・重元素を含有する標準物質(SRM)を作製し、分析感度を特性X線強度と元素含有量から求める方法を開発している。本方法を試験的に用いて、TIARAのマイクロPIXEシステムで従来から使用されている2台のX線検出器(A, C)と、新規導入された高分解能X線検出器(B)について実際に校正を行った。SRMの半径から元素含有量と照射電荷量を算出し、検出器で検出した特性X線のカウントから、元素1pgあたり1nCのプロトン照射による特性X線のカウント数と標準偏差を算出した。その結果、検出器Aは軽元素に感度が高く、また検出器CはMnより原子番号の大きな元素に対して検出器Aの約4倍の感度があることがわかった。従来型より窓が薄い検出器Bはナトリウムより軽い元素の検出に適していると考えられたが、その感度は検出器Aと同等か低かった。このように、多種の元素を含むSRMを用いることで、広い原子番号の範囲で検出器の校正が行えることが確認された。
