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論文

Speciation of cesium in a radiocesium-bearing microparticle emitted from Unit 1 during the Fukushima nuclear accident by XANES spectroscopy using transition edge sensor

高橋 嘉夫*; 三浦 輝*; 山田 真也*; 関澤 央輝*; 新田 清文*; 橋本 直*; 蓬田 匠; 山口 瑛子; 岡田 信二*; 板井 啓明*; et al.

Journal of Hazardous Materials, 495, p.139031_1 - 139031_19, 2025/09

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139031
 被引用回数：1 パーセンタイル：0.00(Engineering, Environmental)

本発表では、2011年の福島第一原子力発電所事故で放出された放射性セシウム含有微粒子(CsMP)中のセシウムの化学状態を、高分解能X線吸収分光法(XANES)とマイクロX線蛍光($$mu$$-XRF)を用いて解析した。その結果、主にガラス中に溶解したセシウムと、内部空隙表面に濃縮したセシウムの2種が確認された。後者はもともと気体として存在し、溶けたガラスが冷えて固まる際に濃縮したと考えられる。これらの知見は、事故時のCsMP形成過程や今後の廃炉作業、安全評価に重要である。

論文

Development of nondestructive elemental analysis system for Hayabusa2 samples using muonic X-rays

大澤 崇人; 長澤 俊作*; 二宮 和彦*; 高橋 忠幸*; 中村 智樹*; 和田 大雅*; 谷口 秋洋*; 梅垣 いづみ*; 久保 謙哉*; 寺田 健太郎*; et al.

ACS Earth and Space Chemistry (Internet), 7(4), p.699 - 711, 2023/04

https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.2c00303
 被引用回数：9 パーセンタイル：69.62(Chemistry, Multidisciplinary)

小惑星試料中の炭素をはじめとする主要元素の濃度は、地球上の生命の誕生や太陽系の進化について非常に重要な情報を与えてくれる。ミュオンX線を用いた元素分析は、固体物質の元素組成を決定する最も優れた分析方法の一つであり、特にバルク試料中の軽元素濃度を非破壊で測定できる唯一の方法である。我々は、探査機「はやぶさ2」が小惑星リュウグウから回収した貴重な微小試料中の炭素などの主要元素の濃度を測定するために、ミュオンX線を用いた新しい分析システムを開発した。この分析システムは、ステンレス製の分析チャンバー、クリーンな環境で小惑星サンプルを操作するためのアクリル製のグローブボックス、分析チャンバーを囲むように配置されたGe半導体検出器から構成されている。測定に重要なバックグラウンドレベルを含め、分析装置の性能は初期から後期まで大幅に向上した。フィージビリティスタディの結果、最新型のミュオンX線分析装置は、「はやぶさ2」のサンプルモデル中の炭素濃度を6日間の測定で10%以下の不確かさで決定できることがわかった。

論文

Dynamical response of transition-edge sensor microcalorimeters to a pulsed charged-particle beam

奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I.-H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直; et al.

IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 31(5), p.2101704_1 - 2101704_4, 2021/08

https://doi.org/10.1109/TASC.2021.3067793
 被引用回数：3 パーセンタイル：17.39(Engineering, Electrical & Electronic)

超伝導転移端センサー(TES)マイクロ熱量計は、優れたエネルギー分解能と高い効率を持った、加速器施設での実験に理想的なX線検出器である。高強度パルス荷電粒子ビームを用いたTES検出器の性能を研究するために、日本の陽子加速器研究施設(J-PARC)でパルスミュオンビームを用いてX線スペクトルを測定した。X線エネルギーの実質的な時間的シフトがパルスミュオンビームの到着時間と相関していることを発見した。これは、最初のパルスビームからのエネルギー粒子の入射によるパルスパイルアップによって合理的に説明された。

論文

Deexcitation dynamics of muonic atoms revealed by high-precision spectroscopy of electronic $$K$$ X rays

奥村 拓馬*; 東 俊行*; Bennet, D. A.*; Caradonna, P.*; Chiu, I. H.*; Doriese, W. B.*; Durkin, M. S.*; Fowler, J. W.*; Gard, J. D.*; 橋本 直; et al.

Physical Review Letters, 127(5), p.053001_1 - 053001_7, 2021/07

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.053001
 被引用回数：20 パーセンタイル：76.28(Physics, Multidisciplinary)

超伝導遷移エッジ型センサーマイクロカロリメーターを用いて、鉄のミュー原子から放出される電子$$K$$X線を観測した。FWHMでの5.2eVのエネルギー分解能により、電子特性$$K$$$$alpha$$および$$K$$$$beta$$X線の非対称の広いプロファイルを約6keVの超衛星線$$K$$$$alpha$$線とともに観察することができた。このスペクトルは、電子のサイドフィードを伴う、負ミュオンと$$L$$殻電子による核電荷の時間依存スクリーニングを反映している。シミュレーションによると、このデータは電子$$K$$殻および$$L$$殻の正孔生成と、ミュオンカスケードプロセス中のそれらの時間発展を明確に示している。

論文

Angular momentum distributions of Rydberg state electrons of Be-like sulfur produced through foil penetration

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

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(02)00885-6
 被引用回数：5 パーセンタイル：33.32(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1~10$$mu$$g/cm$$^{2}$$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。

論文

Ejected electron spectra from highly charged oxygen ions in collisions with foils and gas atoms

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$$^{q+}$$(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$$^{4}$$+Heによって生成したO$$^{4+**}$$(1s$$^{2}$$2pnl)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$$^{6+}$$+He $$rightarrow$$ O$$^{4+}$$(1s$$^{2}$$2pnl)と比較することにより解析した。また、36MeV O$$^{3+}$$+Heによって1s$$^{2}$$2pnl nl=5p,5d,6d,7d状態が生成していることを、観測した。

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