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今井 誠*; 左高 正雄*; 松田 誠; 岡安 悟; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 西尾 勝久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 354, p.172 - 176, 2015/07
被引用回数：14 パーセンタイル：75.5(Instruments & Instrumentation)炭素薄膜通過後の2.0MeV/uの炭素イオンについて平衡状態および非平衡状態の両方の電荷分布を実験的に調べた。測定された電荷状態分布は、10
g/cm
の標的厚さで平衡に達し、これは98g/cmの最大標的厚さまで変化しなかった。平衡電荷分布、平衡平均電荷、および平衡分布の幅と傾きを、ETACHAコードを含むシミュレーション結果だけでなく、既存の半経験式を用いた予測と比較した。C
, C
, C
入射イオンの電荷分布, 平均電荷状態および分布幅は、平衡前の領域で5.7g/cmの標的厚さで準平衡値に合流し、そして同じ速度での硫黄イオンで既に示されているように、C
およびC
イオンを含む全ての初期荷電状態についての真の平衡値に到達している。ETACHAと単一電子移動のみを考慮したレート方程式の2種類のシミュレーションを使用することで、測定された電荷状態の変化を定性的に再現した。準平衡な挙動はETACHAコードで再現できるが、初歩的なレート方程式では再現できない。
ions through micro- and nano-capillaries土田 秀次*; 間嶋 拓也*; 冨田 成夫*; 笹 公和*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 平田 浩一*; 柴田 裕実*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 315, p.336 - 340, 2013/11
被引用回数：3 パーセンタイル：26.71(Instruments & Instrumentation)Applying the beam-focusing method with capillaries to C projectiles in the velocity range between 0.14 and 0.2 a.u., transmission properties of C ions through two different types of capillaries are studied: (1) a borosilicate-glass single microcapillary with an outlet diameter of 5.5 m, and (2) an Al
O
multicapillary foil with approximatey 70-nm pores in diameter and a high aspect ratio of approximately 750. Transmitted-particle compositions are measured with the electrostatic-deflection method combined with a two-dimensional position-sensitive detector. In the experiments with the single microcapillary, the main transmitted component is found to be primary C ions, which are focused in the area equal to the capillary outlet diameter. The other components are charge-exchanged C ions and charged or neutral fragments (fullerene-like C
and small C
particles), and their fractions decrease with decreasing projectile velocity. Similar results are obtained in the experiments with the multicapillary foil. It is concluded from the relative transimission fractions of more than 80% that the C transmission fraction is considerably high for both types of the capillaries in the present velocity range.
柴田 裕実*; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 鳴海 一雅; 田口 光正
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 162, 2013/01
This study is to elucidate the characteristics of the interaction between energetic cluster ions and solids by means of measuring luminescence from solid surfaces irradiated with cluster ions. We report present results of luminescence measurement for the sapphire target irradiated with carbon cluster ions. Luminescent spectra from sapphire induced by 0.25-3.0 MeV/atom (21-252 keV/u) C
-C
ion irradiation were measured in the wavelength range of 250-800 nm as a function of ion fluence at room temperature. The experimental results show the same tendency as a calculation of stopping power theory. This suggests that luminescence caused by irradiation defects directly relates to the stopping power of incident cluster ion.
柴田 裕実*; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 田口 光正; 鳴海 一雅
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 152, 2012/01
Luminescent spectra from sapphire (
-Al
O
) induced by 0.5
1.5 MeV/atom (42126 keV/u) C
C
ion irradiation were measured in the wavelength range of 250-800 nm as a function of ion fluence at room temperature. As a result, the luminescence yields increase as the cluster sizes increase for every incident energy range, but the ratios R
(R = I(n) /nI(1), where n is number of cluster ion, I(n) is the yield for C
cluster ion and I(1) is the yield for C ion) become less than unity in the energy range of 0.5 and 1.0 MeV/atom. The experimental results show the same tendency as the calculation of stopping power theory and exist between unity and the value for the united atom of the cluster ion. This suggests that luminescence caused by irradiation defects directly relates the stopping power of incident cluster ion.
齋藤 勇一; 柴田 裕実*
JAEA-Review 2009-066, 118 Pages, 2010/07
JAEA-Review-2009-066.pdf:26.17MB
本研究レビューは平成18年度から20年度までの3年間、連携重点研究に採択された「高速クラスターイオンビームによる物質との相互作用及び照射効果の解明」(研究代表者;原子力機構:神谷富裕(平成18年度),横田渉(平成19度),小嶋拓治(平成20年度),京都大学:柴田裕実)の研究成果をまとめたものである。それぞれの研究結果の要旨の後に、最終年度に行われたグループ内研究会(平成21年3月)及び「高LET放射線研究会; 物理・化学・生物の基礎研究から医学応用まで」(主催:日本放射線化学会「先進放射線化学シンポジウムSARAC2009」,共催:本連携重点研究グループ)で用いたスライドを収録した。
近藤 孝文*; Yang, J.*; 菅 晃一*; 吉田 陽一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治
JAEA-Review 2007-060, JAEA Takasaki Annual Report 2006, P. 160, 2008/03
試料溶液の上面にモニター光を発するためのCaF2(Eu)を設置した、発光観測による初期活性種測定法の開発を行った。重イオンが光源であると同時に照射源であることが原因となっている、分析光強度測定の困難を克服するために、測定する波長領域で吸収も発光もほとんどない塩化メチレンを溶媒として用いた。溶質として100mMピレンを用いた。重イオン特有の効果を解明するために、電子線パルスラジオリシスも行いその結果を比較検討した。220MeV Cイオン照射と30MeV電子線照射で得られた、440nmでの過渡光吸収を比較すると減衰特性に顕著な違いが見られた。電子線照射の場合長寿命成分が現れるのに対し、高速重イオンビームでは指数関数に近い、比較的速い減衰が観測された。重イオン照射では、ピレンカチオンラジカルとカウンターとなる電子も同時に高密度に生成するために再結合反応が優位に起こりやすく、電子線照射の場合と比較して短寿命で消滅すると思われる。また、過渡吸収はピレン濃度に依存して増加した。
今井 誠*; 左高 正雄; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 須貝 宏行; 西尾 勝久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 256(1), p.11 - 15, 2007/03
被引用回数：6 パーセンタイル：45.69(Instruments & Instrumentation)重イオンの照射効果においてはイオン電荷により効果が異なる。そのためイオン電荷は重要なパラメーターであるが、その電荷は物質内で変化する。物質内の重イオンの電荷状態変化を研究するためタンデム加速器からの高エネルギー多価硫黄イオンを炭素薄膜に通過させ、イオンの電荷分布と炭素薄膜の厚さによる電荷変化の進展を測定した。入射イオンの電荷は6+から14+まで、薄膜の厚さは電荷が平衡に達する厚さよりも薄い0.9, 1.1, 1.5, 2.0, 3.0, 4.7, 6.9, 10.0g/cmについてそれぞれ測定した。一電子移行のrate方程式に基づくETACHAコードによりそれぞれの膜厚での出射イオンの電荷の平均値と電荷の分布幅についてはよく一致することがわかった。
近藤 孝文*; Yang, J.*; 菅 晃一*; 吉田 陽一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 141, 2007/02
発光観測による重イオン照射初期活性種測定法の開発の一環として、重イオンが光源であると同時に励起源であることが原因となっている。分析光強度測定上の困難を克服するために、測定する波長領域で吸収も発光もほとんどないシクロヘキサンを溶媒として用いた。溶質としてピレン及びビフェニルを用いた。本手法では、ビーム強度が一定ならば、試料以外の光源や励起源やバックグランドは同一条件とみなせるので光吸収強度の計算が可能となることが期待された。しかし、今回の実験では分析光量,活性種濃度に直接関係するビームカレントの変動が大きく、光吸収強度を正確に求めることができなかった。
吉田 陽一*; Yang, J.*; 近藤 孝文*; 関 修平*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹
JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.183 - 185, 2006/01
シングルフォトンカウンティングシステムを用いて重イオンパルスラジオリシス技術を開発した。このシステムでは、溶液試料入射前に置かれた薄膜シンチレータにイオンを照射した時にシンチレータから発した光を溶液試料中に生成する初期活性種の検出光源として用いた。このシステムを用いて水中における水和電子の時間過渡吸収の測定が達成でき、これにより本技術の有用性が示された。
今井 誠*; 左高 正雄; 川面 澄*; 高廣 克己*; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*; 須貝 宏行; 西尾 勝久
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 230(1-4), p.63 - 67, 2005/04
被引用回数：8 パーセンタイル：52.87(Instruments & Instrumentation)高速重イオンの高速の固体中での挙動を調べるため重イオンビームの極薄い炭素フォイルにより電荷変換させたイオンの電荷分布を測定した。イオン電荷はイオンの電離,励起,荷電変換,阻止能、など放射線と物質の相互作用を研究するための基本的パラメターの一つであり重要である。本研究は従来ある平衡電荷測定ではなく、平衡に達する前の電荷分布の測定であることが特徴である。実験は東海研タンデム加速器からSイオンを加速し、重イオンスペクトロメータENMAを用いて行った。炭素フォイルの厚さは10g/cm
-0.9g/cmの8種類、入射イオンは64MeVのSイオンを用いた。電荷6+から13+までのイオンを入射させ出射イオンは電荷6+から13+まで各々のフォイルにつき測定した。測定結果は測定結果をEikonal近似に基づくBesenbacherらの計算と比較した結果、入射イオン電荷が11+の場合以外はよく合わなかった。
吉田 陽一*; Yang, J.*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 南波 秀樹; 小嶋 拓治; 田口 光正
JAERI-Review 2004-025, TIARA Annual Report 2003, p.143 - 144, 2004/11
AVFサイクロトロンの重イオンを用いたパルスラジオリシス研究のため、ナノ秒の時間分解能を持つ重イオン時間分解光吸収システムを構築した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を分析光として用い、水溶液試料を入れたサンプルセルの底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して光検出器に導き、フォトンカウンティング法により水中に生成する活性種を測定した。観測波長を480nmとし、水の有る場合と、無い場合の光強度の差を用いて、水和電子の吸光度を算出した。光強度の絶対値の評価ができていないため詳細な定量的議論ができないものの、水和電子の減衰には、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程があることがわかった。このような二成分の減衰は軽イオンを用いた海外での研究や、吸収でなく発光測定法による研究においても観測されており、速い減衰過程は高密度励起に起因すると考えられる。
吉田 陽一*; Yang, J.*; 関 修平*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹
JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.145 - 146, 2003/11
AVFサイクロトロンからのCイオンを、試料液面上に設置したシンチレータを通過させ、水溶液試料に照射した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を、分析光として用い、試料容器底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して、光測定系に導いて生成物の吸光特性を調べた。吸光度は、溶質の存在する場合と、無い場合の光強度の差を用いて算出した。Cイオン照射により生成したOHラジカルとの反応により生成した(SCN)
の過渡吸収時間プロファイルを480nmで測定した。この結果得られた吸光度は20nsで立ち上がることがわかった。これは、システムの時間分解能に等しい。また、吸光度の減衰は、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程が観測された。この速い減衰過程は高密度励起に起因するものと考えられる。
with He川面 澄*; 高広 克巳*; 今井 誠*; 左高 正雄; 小牧 研一郎*; 柴田 裕実*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 205, p.528 - 532, 2003/05
被引用回数：4 パーセンタイル：33.69(Instruments & Instrumentation)東海研タンデム加速器を利用し高エネルギー領域における0度電子分光法により、ヘリウム原子との衝突による、酸素多価イオン(電荷3から5)からの放出電子スペクトルを測定し、オージェ電子とコスタークロニッヒ電子を同定した。低エネルギー領域においては励起状態は電子捕獲によって励起が起こりやすいが、高エネルギー領域では高励起状態は電子励起で起こりやすい。われわれは低エネルギー衝突による励起と比較し、オージェ電子スペクトルは低エネルギー衝突の場合とは異なっている。コスタークロニッヒ電子スペクトルでも低エネルギーの場合とは異なり、高エネルギー領域では励起状態は比較的低角運動量状態にあることを見いだした。
今井 誠*; 左高 正雄; 北澤 真一; 小牧 研一郎*; 川面 澄*; 柴田 裕実*; 俵 博之*; 東 俊行*; 金井 保之*; 山崎 泰規*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 193(1-4), p.674 - 679, 2002/06
被引用回数：5 パーセンタイル：34.58(Instruments & Instrumentation)タンデム加速器で得られた高速イオウイオンを炭素薄膜に衝突させ、薄膜通過後に放出される電子のエネルギを測定した。Sイオンは核外に数個の電子しか持たない12+と13+イオンを入射し、標的の薄膜は1~10g/cmの各種の厚さのものを用いた。2s-2p遷移に基づくコスタークロニッヒ電子に着目すると、電子の放出量は薄膜の厚さにより系統的に変化した。これは入射イオンが固体中で電子を放出するが、その電子はイオンと同速度でイオンとともに運動していながら多重散乱して角運動量を変化していることを表している。
齋藤 勇一; 中嶋 佳則; 鳴海 一雅; 柴田 裕実*; 伊藤 秋男*; 間嶋 拓也*; 大野 勝也ルイス*
JNC TN7200 2001-001, p.122 - 125, 2002/01
MeVエネルギークラスターイオンを照射実験に提供する場合、クラスターイオンビーム電流の標的上での正確な測定が求められる。単原子イオン照射の場合、入射イオンビーム電流は、試料からの2次電子を追い返すためのサプレッサー電極にマイナス数百ボルトの電圧をかけることにより、測定することができる。しかし、MeVクラスターイオンを照射すると、同じシステムを用いても、測定ビーム電流がターゲットの種類や照射時間により異なるという現象が観測された。これは、照射の際に、標的からの2次粒子の量などが非線形効果により単原子イオン照射の場合と大きく異なり、試料電流の正確な測定を妨げているためと予想される。そこで、炭素クラスターイオン(C1C8, 0.5MeV/atom)を標的(銅)に照射して、標的電流及び標的からの2次荷電粒子による電流を、サプレッサー電圧を変えて測定した。その結果、クラスターイオンの構成原子数が大きい方が2次電子の放出率が小さくなることがわかった。また、2次イオンは逆にそれが大きくなった。
北澤 真一; 左高 正雄; 俵 博之*; 今井 誠*; 柴田 裕実*; 小牧 研一郎*; 東 俊行*; 川面 澄*; 金井 保之*
Atomic Collision Research in Japan, No.25, p.65 - 67, 1999/00
われわれは原研のタンデム加速器を用いて、高エネルギー(2MeV/u程度)のO(q=3,4,5)多価イオンと、炭素薄膜及び気体原子との衝突を、多価イオンから放出される電子を観測することにより、その機構を解明する研究を行っている。45MeV O
+Heによって生成したO
(1s2pnl)2電子励起状態を、低エネルギー領域の2電子移行過程120keV O+He→O(1s2pnl)と比較することにより解析した。また、36MeV O+Heによって1s2pnl nl=5p,5d,6d,7d状態が生成していることを、観測した。
関 修平*; 前田 兼作*; 国見 仁久*; 田川 精一*; 吉田 陽一*; 工藤 久明; 杉本 雅樹; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 岩井 岳夫*; et al.
Journal of Physical Chemistry B, 103(15), p.3043 - 3048, 1999/00
被引用回数：47 パーセンタイル：77.92(Chemistry, Physical)シリコン系高分子の1つであるポリジノルマルヘキシルシラン(PDHS)の固相薄膜に対して、LETの異なる高エネルギーイオンビーム、電子線、コバルト60
線を照射した。LETは0.2~1620eV/nmの範囲で変化させた。照射によって、PDHSには不均一な架橋及び主鎖切断反応が誘起される。分子量分布の変化及びチャールズビーピナー関係式より架橋の確率を算出したところ、LETの増大とともに0.042から0.91へと増大した。
柴田 裕実*; 吉田 陽一*; 田川 精一*; 青木 康; 南波 秀樹
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 327, p.53 - 56, 1993/00
被引用回数：8 パーセンタイル：64.03(Instruments & Instrumentation)液体シンチレータ中でのLET効果を、ナノ秒のイオンビーム、ピコ秒の電子ビームならびにシンクロトロン放射光を用いて、パルス放射線分解の手法で研究した。トルエン中での10mMの2.5-d:phenyloxazole(PPO)、トルエン中での10mMのp-terphenylならびに純n-ドデカンからの発光スペクトルを観測した。イオンビーム照射においてこの発光の減衰は、高速ならびに低速の2つの成分が観測された。これらのシンチレータからの発光の寿命に対して、LET効果があることが見出された。
南波 秀樹; 青木 康; 柴田 裕実*; 吉田 陽一*; Side, Y.*; 田川 精一*; 永井 士郎; 渡辺 宏
東京大学原子力研究所総合センター平成元年度重照射管理部門年報, p.21 - 23, 1989/00
本報は、現在、東京大学原子力研究総合センター重照射管理部門のイオンビームを用いて行っている「イオンのマイクロドシメトリーに関する研究」の平成元年度の研究報告書であり、ナノセカンドのパルスイオンビームによる液体炭化水素からの発光の時間分解測定のマイクロドシメトリーへの適用について述べられている。本報は和文の「経過報告」、ならびに英文の「成果報告」よりなり、「経過報告」は本研究の研究目的、研究経過、学会発表等について、また「成果報告」は、本研究における昨年度の研究成果についてまとめたものである。
multiple ionization of Al for H and H
ion impacts大塚 昭夫*; 川面 澄; 小牧 研一郎*; 藤本 文範*; 河内 宣之*; 柴田 裕実*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 33, p.304 - 307, 1988/00
被引用回数：1 パーセンタイル：40.24(Instruments & Instrumentation)バンデグラフ加速器を用いてAl薄膜(100~500A゜)からのKX線スペクトルを結晶分光器を用いて高分解能で測定した。入射イオンはH及びH
イオンを用いて分子イオン照射効果を調べた。
