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論文

Thermally altered subsurface material of asteroid (162173) Ryugu

北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.

Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03

https://doi.org/10.1038/s41550-020-01271-2
 被引用回数：60 パーセンタイル：96.18(Astronomy & Astrophysics)

2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300$$^{circ}$$Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200$$^{circ}$$Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。

論文

Study on gas entrainment from unstable drifting vortexes on liquid surface

平川 萌*; 菊池 祐一郎*; 堺 公明*; 田中 正暁; 大島 宏之

Proceedings of 26th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-26) (Internet), 8 Pages, 2018/07

ナトリウム冷却高速炉において、ガス通過による予期しない炉心反応度の投入を防止するため、カバーガス空間にある自由液面からのガス巻き込み現象は重要な評価課題となっている。本研究では、回流水槽を利用した実験で観察された自由液面を移動する非定常渦のガス巻込み現象の解析を行い、実験結果と比較して解析手法の妥当性について検討するとともに、解析結果に対し、原子力機構で開発された評価ツール(StreamViewer)を適用して、自由液面からのガスコア長さの評価を実施した。

論文

Measurement of the Md$$^{3+}$$/Md$$^{2+}$$ reduction potential studied with flow electrolytic chromatography

豊嶋 厚史; Li, Z.*; 浅井 雅人; 佐藤 望; 佐藤 哲也; 菊池 貴宏; 金谷 佑亮; 北辻 章浩; 塚田 和明; 永目 諭一郎; et al.

Inorganic Chemistry, 52(21), p.12311 - 12313, 2013/11

https://doi.org/10.1021/ic401571h
 被引用回数：8 パーセンタイル：33.87(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

本研究では、フロー電解クロマトグラフィー装置を用いメンデレビウム(Md)の還元挙動を調べた。クロマトグラフィーカラムに適切な電位を印加することにより、安定なMd$$^{3+}$$をMd$$^{2+}$$へと還元できた。Md$$^{3+}$$+e$$^{-}$$$$rightarrow$$Md$$^{2+}$$反応の還元電位を標準水素電極に対して-0.16$$pm$$0.05Vと決定した。

論文

Sulfate complexation of element 104, Rf, in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solution

Li, Z.*; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 佐藤 望; 菊池 貴宏; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; Pershina, V.*; et al.

Radiochimica Acta, 100(3), p.157 - 164, 2012/03

https://doi.org/10.1524/ract.2012.1898
 被引用回数：14 パーセンタイル：68.81(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

The cation-exchange behavior of $$^{261}$$Rf ($$T_{1/2}$$ = 78 s) produced in the $$^{248}$$Cm($$^{18}$$O, 5$$n$$) reaction was studied on a one-atom-at-a-time scale in 0.15-0.69 M H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solutions ([H$$^{+}$$] = 1.0 M) using an automated ion-exchange separation apparatus coupled with the detection system for alpha-spectroscopy (AIDA). It was found that adsorption probabilities ($$%$$ads) of $$^{261}$$Rf on cation-exchange resin decrease with an increase of [HSO$$_{4}$$$$^{-}$$], showing a successive formation of Rf sulfate complexes. Rf exhibits a weaker complex formation tendency compared to the lighter homologues Zr and Hf. This is in good agreement with theoretical predictions including relativistic effects.

論文

Anionic fluoro complex of element 105, Db

笠松 良崇*; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; Li, Z.; 石井 康雄; 當銘 勇人*; 佐藤 哲也; 菊池 貴宏; 西中 一朗; et al.

Chemistry Letters, 38(11), p.1084 - 1085, 2009/10

https://doi.org/10.1246/cl.2009.1084
 被引用回数：17 パーセンタイル：50.80(Chemistry, Multidisciplinary)

105番元素ドブニウム(Db)のフッ化水素酸と硝酸混合水溶液中における陰イオン交換挙動を、新規に開発した迅速イオン交換分離装置を用いて調べた。Dbのフッ化物陰イオン錯体の挙動は、近接の第6周期同族元素タンタル(Ta)の挙動とは大きく異なり、第5周期のニオブ(Nb)の挙動と似ているという特徴的な性質を示すことがわかった。

論文

Study of metallofullerenes encapsulating actinides

秋山 和彦; 末木 啓介*; 塚田 和明; 矢板 毅; 三宅 洋子*; 羽場 宏光*; 浅井 雅人; 兒玉 健*; 菊地 耕一*; 大槻 勤*; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3(1), p.151 - 154, 2002/06

https://doi.org/10.14494/jnrs2000.3.151

アクチノイドフラーレンはそのHPLC溶離挙動から2つのグループに分類することができる。第1のグループはU,Np,Amを内包した金属フラーレンでLa,Ce,Pr,Ndのような軽ランタノイドを内包したものと類似した溶離挙動を示しており、第2のグループはTh,Paを内包したもので、ランタノイドフラーレンとは全く異なった挙動を示している。溶出ピークの主成分は質量分析の結果から前者はM@C82、後者はM@C84であると同定され、内包されたU及び,Th原子の酸化状態は紫外可視近赤外吸収やX線吸収端近傍構造分光から、それぞれ3+及び、4+であることが推測される。

論文

Isolation and characterization of light actinide metallofullerenes

秋山 和彦; Zhao, Y.*; 末木 啓介*; 塚田 和明; 羽場 宏光; 永目 諭一郎; 兒玉 健*; 鈴木 信三*; 大槻 勤*; 坂口 正彦*; et al.

Journal of the American Chemical Society, 123(1), p.181 - 182, 2001/01

https://doi.org/10.1021/ja005618n
 被引用回数：67 パーセンタイル：84.87(Chemistry, Multidisciplinary)

タンデム加速器を利用し生成した$$beta$$崩壊する放射性アクチノイドトレーサー($$^{240}$$Am,$$^{239}$$Np,$$^{237}$$U)を用いてアクチノイド金属内包フラーレンを合成し単離することに初めて成功するとともに、以下のような性質を明らかにした。放射性アクチノイドを含むフラーレンをアーク放電法で生成し、CS$$_{2}$$溶媒中に抽出された生成物をトルエン溶媒に溶かし、2種類のHPLCカラムの溶出挙動を得た。その結果Am,Np及びVを内包したフラーレンのHPLC挙動は+3価で内包されると考えられる軽ランタノイド(La,Ce,Pr,Ndなど)と良く似た挙動を示すことがわかった。ウランについては大量合成にも成功し、最も多い溶出部を対象にTOF/MSによる化学種同定を行った。その結果、この成分がU@C$$_{82}$$であることを確認した。また紫外可視近赤外領域の光吸収スペクトルから、f軌道に3つの電子を持つNd@C$$_{82}$$との類似性を得ることができた。

報告書

JRR-2の第1次燃料と出力上昇

JRR-2管理課; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 両角 実; 上林 有一郎; 蔀 肇; 小金澤 卓; et al.

JAERI 1027, 57 Pages, 1962/09

JAERI-1027.pdf:4.76MB

1961年3月に行われたJRR-2の第1次出力上昇試験全般にわたって記してある。まず第1章に出力上昇の問題となった第1次燃料について、燃料要素の仕様・検査及び問題点と安全性についての検討をした結果を述べてある。この検討に従い、万一燃料被覆破損が生じた場合、でき得る限り早期に発見し、処置を容易にするために破損燃料検出装置を追加設置した。この破損燃料検出装置の検出の方法,装置の内容について第2章に記してある。最後に第3章に実施した第1次出力上昇試験の経過について述べてある。

報告書

JRR-2制御系,冷却系機能試験

神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 萩野谷 欣一; 小早川 透; 八巻 治恵; 横田 光雄; 堀木 欧一郎; 柚原 俊一; et al.

JAERI 1023, 120 Pages, 1962/09

JAERI-1023.pdf:8.67MB

JRR-2原子炉は、1956年11月米国AMF社と契約を結び、1958年4月より建設工事に着手した。建設工事期間には、ほかの報告に見られるように、種々の問題があり、据付組立が完了したのは1959年12月末であった。その後引続き、制御系,冷却系の機能試験が行われた。これはそれらの試験の報告である。

報告書

JRR-2における水・ガスの処理と分析

JRR-2管理課; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 萩野谷 欣一; 小早川 透; 八巻 治恵; 横田 光雄; 堀木 欧一郎; et al.

JAERI 1024, 79 Pages, 1962/08

JAERI-1024.pdf:5.66MB

この報告は、JRR-2が臨海になる前に行った重水ヘリウム系の乾燥及び重水注入と、臨海後1960年11月の3000kWへの第2次出力上昇に至るまでに実施した重水の分析とイオン交換樹脂の重水化,ヘリウムの純化及び二次冷却水の処理について、その問題点とこれを解決するためにとった方法及び実施の経験を、5編にまとめたものである。JRR-2は重水減速冷却型であって、重水は入手が容易でなく、その稀釈あるいは消耗は炉の運転上重大な問題となる恐れがあるので、その炉への注入は臨界前に重水ヘリウム系を十分に乾燥した後慎重に行った。臨界後は重水濃度,pH,不純物,放射性核種等運転上重要なものについて測定を行い、また、精製系のイオン交換樹脂は軽水を重水と置換して取り付けた。ヘリウム系は1960年2月出力上昇に先立って空気とヘリウムを置換し、その後は活性炭吸収装置を内蔵する純化装置により純化を行っている。二次冷却水については腐食による障害を監視しながら処理を実施してきた。以上のような作業を行うことにより、水ガス系にはほとんど問題なく、炉は安全に運転することができた。

報告書

JRR-2の臨界実験と特性測定

JRR-2臨界実験グループ; 神原 豊三; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 両角 実; 上林 有一郎; 蔀 肇; 小金澤 卓; et al.

JAERI 1025, 62 Pages, 1962/03

JAERI-1025.pdf:4.6MB

第2号研究用原子炉JRR-2は、20%濃縮ウランのMTR型燃料を用いた重水減速・冷却の熱中性子研究炉である。この炉の最大熱出力は10MW,平均熱中性子束密度は1$$times$$10$$^{14}$$n/cm$$^{2}$$secである。この論文は昭和35年10月1日、臨界に到達し、翌36年1月末まで実施した各種の特性試験についての報告書である。内容はJRR-2の臨界試験,制御棒の校正,重水上部反射体効果,燃料要素の反応度効果,温度係数等の特性試験,熱中性子束分布の測定と出力の校正について述べてある。これらの実験は、JRR-2管理課並びに技術研究室より特別に編成されたJRR-2臨界実験グループによって実施されたものである。

口頭

電気化学的手法を用いたメンデレビウム(Md)の還元

豊嶋 厚史; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; Li, Z.; 佐藤 望; 菊池 貴宏; 北辻 章浩; 永目 諭一郎; 大江 一弘*; et al.

no journal, , 

電気化学的手法を用い、メンデレビウム(Md)の還元を調べた。原子力機構タンデム加速器においてMd-255を合成し、ガスジェット法により化学室に搬送した。Mdを0.1M塩酸水溶液に溶解した後、作用電極をイオン交換体によって修飾したフロー電解カラム装置に導入し、溶離展開した。電極への印加電圧の変化に対する溶離挙動の変化を調べ、-0.4Vよりも低い印加電圧で3価から2価へ還元されることを明らかにした。

口頭

Electrochemistry of the heaveist elements

豊嶋 厚史; 塚田 和明; 浅井 雅人; 北辻 章浩; 石井 康雄; 佐藤 哲也; Li, Z.; 佐藤 望; 菊池 貴宏; 西中 一朗; et al.

no journal, , 

電気化学クロマトグラフィーを用いたノーベリウム(No)とメンデレビウム(Md)の電気化学的研究について発表する。原子力機構タンデム加速器施設において、$$^{248}$$Cm($$^{12}$$C, 5n)反応並びに$$^{248}$$Cm($$^{11}$$B, 4n)反応によってそれぞれ$$^{255}$$No並びに$$^{255}$$Mdを合成した。Noの実験では、0.1M$$alpha$$-ヒドロキシイソ酪酸($$alpha$$-HIB)水溶液中において、$$^{81}$$Sr$$^{2+}$$並びに$$^{162}$$Yb$$^{3+}$$の溶離挙動と比較しながら、2価から3価への酸化実験を行った。印加電圧0.2Vでは、Noは$$alpha$$-HIBでは溶離せず、3.0M HClによって電極から溶出した。このNoの挙動はSr$$^{2+}$$に類似しており、Noが2+であることを示している。一方、1.2VではNoは$$alpha$$-HIB水溶液によって溶出した。この溶離挙動はYb$$^{3+}$$に類似しており、No$$^{2+}$$からNo$$^{3+}$$への酸化に成功したことを明確に示している。発表では、0.1M HCl水溶液中におけるMd$$^{3+}$$からMd$$^{2+}$$への還元についても報告する。

口頭

Anion-exchange behavior of Db in HF/HNO$$_{3}$$ mixed solution using an on-line chemical apparatus

塚田 和明; 笠松 良崇*; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 石井 康雄; Li, Z.; 菊池 貴宏; 佐藤 哲也; 永目 諭一郎; Sch$"a$del, M.; et al.

no journal, , 

105番元素ドブニウム(Db)と同族元素のニオブ及びタンタルのHF/HNO$$_{3}$$混合水溶液系における陰イオン交換挙動を、オンライン迅速化学分離装置(AIDA-II)を利用して観測した。実験では、$$^{262}$$Db, $$^{88}$$Nb及び$$^{169,170}$$Ta同位体を、それぞれ$$^{248}$$Cm($$^{19}$$F, ${it 5}$n), $$^{nat}$$Ge($$^{19}$$F, ${it x}$n)及び$$^{nat}$$Gd($$^{19}$$F, ${it x}$n)反応を用いてタンデム加速器で合成し、AIDA-IIを利用した繰り返し化学分離と$$alpha$$線測定を行った。得られた$$alpha$$線スペクトルから、Dbの壊変に伴う$$alpha$$線を同定し、その分配係数を求めた。その結果、本水溶液系における陰イオン交換樹脂への吸着の強さはPa $$<$$ Db $$<$$ Nb $$ll$$ Taであり、Dbとその直近の同族元素であるTaの挙動が大きく異なるという興味深い結果が得られた。講演では本結果とともに、原子力機構におけるDbの水溶液化学の現状と今後の計画についても報告する。

口頭

Sulfate complexation of element 104, Rf, in H$$_{2}$$SO$$_{4}$$/HNO$$_{3}$$ mixed solution ([H$$^{+}$$] = 1.0 M)

Li, Z.; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 佐藤 望; 菊池 貴宏; Sch$"a$del, M.*; 永目 諭一郎; Liang, X. H.*; et al.

no journal, , 

本研究では、H$$_{2}$$SO$$_{4}$$ (0.15-0.69 M)/HNO$$_{3}$$ ([H$$^{+}$$] = 1.0 M)混合水溶液中における104番元素Rfの硫酸錯体形成を明らかにした。$$^{248}$$Cm($$^{18}$$O, 5n)反応により$$^{261}$$Rf (半減期T$$_{1/2}$$ = 78 s)を合成し、ガスジェット法により化学室に搬送した後に自動化学分離装置を用いてその陽イオン交換挙動を調べた。その結果、Rfの硫酸錯体形成は軽同族元素のZr並びにHfに比べ著しく弱いことが明らかになった。この結果は相対論計算による理論的予測と定性的に一致している。

口頭

Rfを模擬した周期表第4族元素の$$alpha$$-HiB錯形成とイオン交換挙動

菊池 貴宏; 豊嶋 厚史; Li, Z.; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 佐藤 望; 永目 諭一郎; 笠松 良崇*; Fan, F.*

no journal, , 

本研究では、金属イオンの電荷やイオン半径に鋭敏な$$alpha$$-ヒドロキシイソ酪酸($$alpha$$-HiB)を錯形成剤として用い、陽イオン交換法により104番元素ラザホージウム(Rf)の同族元素Zr, Hf並びに擬同族元素Thの錯体形成反応を調べた。実験に用いた$$^{88}$$Zr並びに$$^{175}$$Hfは、原子力機構タンデム加速器において製造し、分離精製した。また$$^{234}$$Thは$$^{238}$$Uからイオン交換法によって分離し、0.1$$sim$$0.5M HNO$$_{3}$$水溶液中に保存した。これらのトレーサーを含む$$alpha$$-HiB/HNO$$_{3}$$混合水溶液と陽イオン交換樹脂を混合して60$$^{circ}$$Cで振とうした。試料を遠心分離して一定量分取し、試料の$$gamma$$線を測定して分配係数を得た。ZrとHfの平衡到達時間を振とう時間を変化させて検討した後、平衡時における分配係数の変化を$$alpha$$-HiB錯形成剤の濃度に対して調べた。その結果、ZrとHfはどちらも約180分で平衡に到達することが明らかになった。また、$$alpha$$-HiB濃度の増加に伴ってZr並びにHfの分配係数は減少し、陽イオン錯体の逐次形成反応を示した。一方、Thは陽イオン交換樹脂に強く吸着し、Zr並びにHfの挙動とは大きく異なることが明らかになった。

口頭

The Video-based quantitative evaluation of IR-induced effects on locomotory behavior in ${it Caenorhabditis elegans}$

鈴木 芳代; 坂下 哲哉; 服部 佑哉; 簗瀬 澄乃*; 菊地 正博; 舟山 知夫; 横田 裕一郎; 辻 敏夫*; 小林 泰彦

no journal, , 

神経系のモデル生物である線虫(${it C. elegans}$)に、その生存に影響しない程度の放射線(1000Gy以下の$$gamma$$線)を照射すると、照射量に依存して運動が低下する。従来より、線虫の運動性の評価には、頭部の屈曲回数(Body bends)が用いられており、照射個体の評価も非照射線虫に準じてBody bendsを指標として行われてきた。しかし、体幹後部のくねりが緩くなり、移動の範囲が非照射に比べて狭くなるなど、照射線虫に観られる全身的な運動の微妙な変化は、Body bendsでは評価できなかった。そこで、本研究では、放射線の運動への影響をより詳細に理解することを目的として、線虫の全身的な運動の変化を捉え得る画像解析を用いた新しい指標を提案し、運動の定量評価を試みた。講演では、予備的なデータを示し、新しい線虫運動評価法の有効性について議論する。

口頭

Lrの第一イオン化ポテンシャル測定のためのガスジェット搬送装置結合型表面電離イオン源の開発

佐藤 望; 浅井 雅人; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史; Li, Z.; 菊池 貴宏; 金谷 佑亮*; 市川 進一; 永目 諭一郎; et al.

no journal, , 

超重元素の第一イオン化ポテンシャル(IP)は、強い相対論効果を受けた価電子状態を議論するうえで重要な値であるが、超重元素は生成量が少なく短い寿命で壊変するため、原子番号100以上の元素に対してはいまだに測定されていない。103番元素ローレンシウム(Lr)は、5f$$^{14}$$7s$$^{2}$$7pで表される電子配置を持ち、最外殻電子の束縛エネルギーが小さいため、他のアクチノイド元素や同様の電子配置をとるランタノイド元素ルテチウムよりもIPが低くなることが理論から予想されている。本研究グループでは、LrのIPを表面電離効率比較法で測定するため、原子力機構においてオンライン質量分離装置(ISOL)に用いるガスジェット搬送装置結合型表面電離型イオン源の開発を行ってきた。本討論会では、装置開発の現状と、研究対象とする$$^{256}$$Lr(半減期27秒)の合成実験について報告する。

口頭

Dbを模擬した5族元素のオンライン等温ガスクロマトグラフ挙動

佐藤 哲也; 塚田 和明; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 笠松 良崇*; Li, Z.; 佐藤 望; 菊池 貴宏; Liang, X. H.*; 金谷 佑亮*; et al.

no journal, , 

超重元素ドブニウム(Db, Z=105)の化学的性質を明らかにするため、Db及び周期表上の同族元素である5族元素Nb, Taの揮発性塩化物を合成しオンラインで気相化学分離を行う実験装置の開発を行った。タンデム加速器で合成した短寿命同位体$$^{rm 88}$$Nb及び$$^{rm 170}$$Taを実験対象として、本実験装置における揮発性塩化物の合成条件を最適化し、その最適条件のもとで、オンライン等温ガスクロマトグラフ挙動を観測した。その結果、Taの塩化物に比べてNbの塩化物がより揮発性が高いことを確認し、また、得られた両元素の揮発性塩化物の吸着エンタルピーは、これまでに報告されている昇華エンタルピーの傾向と一致しており、本実験装置によって揮発性の違いによる分離が可能であることが確認できた。本実験装置をDbに適用することで、Dbと同族元素との比較研究が可能である。

口頭

Electrochemical reduction of mendelevium in HCl solution

豊嶋 厚史; 大江 一弘; Li, Z.*; 浅井 雅人; 佐藤 望; 佐藤 哲也; 菊池 貴宏; 金谷 佑亮*; 北辻 章浩; 塚田 和明; et al.

no journal, , 

電気化学クロマトグラフィーを用いたメンデレビウム(Md)の電気化学的研究について発表する。原子力機構タンデム加速器施設において、$$^{248}$$Cm($$^{11}$$B,4$${it n}$$)反応によって$$^{255}$$Mdを合成した。電極に負電圧を印可すると、Mdは0.1M HCl水溶液によって溶出した。この溶離挙動はSr$$^{2+}$$やEu$$^{2+}$$に類似しており、最も安定なMd$$^{3+}$$からMd$$^{2+}$$への還元に成功したことを明確に示している。また、Mdの還元割合の変化から還元電位を標準水素電極に対して-0.18Vと決定した。

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