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余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 森 隆人*; Golovin, D.*; 早川 岳人*; 岩田 夏弥*; et al.
Physical Review X, 13(1), p.011011_1 - 011011_12, 2023/01
被引用回数:28 パーセンタイル:96.01(Physics, Multidisciplinary)Neutrons are powerful tools for investigating the structure and properties of materials used in science and technology. Recently, laser-driven neutron sources (LDNS) have attracted the attention of different communities, from science to industry, in a variety of applications, including radiography, spectroscopy, security, and medicine. However, the laser-driven ion acceleration mechanism for neutron generation and for establishing the scaling law on the neutron yield is essential to improve the feasibility of LDNS. In this paper, we report the mechanism that accelerates ions with spectra suitable for neutron generation. We show that the neutron yield increases with the fourth power of the laser intensity, resulting in the neutron generation of in
at a maximum, with
Wcm
, 900 J, 1.5 ps lasers. By installing a "hand-size" moderator, which is specially designed for the LDNS, it is demonstrated that the efficient generation of epithermal (0.1-100 eV) neutrons enables the single-shot analysis of composite materials by neutron resonance transmission analysis (NRTA). We achieve the energy resolution of 2.3% for 5.19-eV neutrons 1.8 m downstream of the LDNS. This leads to the analysis of elements and isotopes within sub-
s times and allows for high-speed nondestructive inspection.
下条 晃司郎; 中井 綾香*; 岡村 浩之; 斎藤 拓巳*; 大橋 朗*; 長縄 弘親
Analytical Sciences, 30(4), p.513 - 517, 2014/04
被引用回数:18 パーセンタイル:52.35(Chemistry, Analytical)We report on the acid dissociation constants () of diglycolamic acid-type ligands together with comprehensive data on the extraction performance of
,
-dioctyldiglycolamic acid (DODGAA) for 54 metal ions. The p
of the diglycolamic acid framework was determined to be 3.54 in water by potentiometric titration, indicating that DODGAA is strongly acidic compared with carboxylic acid. DODGAA can quantitatively transfer various metal ions among the 54 metal ions through a proton-exchange reaction, and provides excellent extraction performance and separation ability for rare-earth metal ions, In(III), Fe(III), Hg(II), and Pb(II) among the 54 metal ions.
下条 晃司郎; 中井 綾香; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親
Analytical Sciences, 29(1), p.147 - 150, 2013/01
被引用回数:14 パーセンタイル:43.13(Chemistry, Analytical)Selective separation of lead ions (Pb) from aqueous solutions containing multiple divalent metal ions (Pb
, Cu
, Cd
, Zn
, Mn
, Co
and Ni
) was investigated using liquid-liquid extraction.
,
-dioctyldiglycol amic acid (DODGAA) enabled quantitative extraction and efficient separation of Pb
from the metal ion mixture under mildly acidic conditions. Compared with conventional commercial extractants, DODGAA provided better extraction and excellent selectivity for Pb
. The extraction of Pb
with DODGAA proceeded through a proton-exchange reaction and formed a 1:2 complex, Pb(DODGAA)2. The Pb
was readily stripped from the extracting phase under acidic conditions, and the organic solution with DODGAA could be recycled.
小倉 浩一; 西内 満美子; Pirozhkov, A. S.; 谷本 壮*; 匂坂 明人*; Esirkepov, T. Z.; 神門 正城; 静間 俊行; 早川 岳人; 桐山 博光; et al.
Optics Letters, 37(14), p.2868 - 2870, 2012/07
被引用回数:84 パーセンタイル:95.36(Optics)OPCPA方式チタンサファイアレーザーで発生した高コントラスト(10)高強度(10
)短パルス(40fs)のレーザー光を用いて、従来の最大エネルギー25MeVを超える40MeVの陽子線を得た。このときのレーザーエネルギーは10ジュール以下であった。15MeV以上の陽子線の発生効率は、0.1%であった。
佐伯 盛久; 佐々木 祐二; 中井 綾香*; 大橋 朗*; Banerjee, D.*; Scheinost, A. C.*; Foerstendorf, H.*
Inorganic Chemistry, 51(10), p.5814 - 5821, 2012/05
被引用回数:29 パーセンタイル:75.83(Chemistry, Inorganic & Nuclear)近年、2,2'-(methylimino)bis(,
-dioctyl-acetamide)(MIDOA)と呼ばれる有機抽出剤が開発され、この抽出剤により酸化物負イオンM(VII)O
を効率的に水相から有機相へ抽出できることが明らかにされた。本研究ではその抽出メカニズムを解明するため、
H-NMR, EXAFS及び赤外分光法によりM(VII)O
とMIDOA錯体のスペクトルを測定し、理論計算との比較により錯体構造を調べた。その結果、MIDOAは有機相中においてプロトン付加体H
MIDOAになり、M(VII)O
はMIDOAと多点C-H
...O水相結合により相互作用してM(VII)O
...H
MIDOAという錯体を形成することにより、大きく安定化していることが明らかになった。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Japanese Journal of Applied Physics, 51(4), p.048003_1 - 048003_2, 2012/04
被引用回数:2 パーセンタイル:8.46(Physics, Applied)繰り返し動作(1Hz)可能な高強度レーザーを用いて高エネルギーのプロトンを発生した。そのプロトンをリチウムターゲットに照射し、Li(p,n)
Be反応を起こした。反応によって生成した
BeをGe半導体検出器を用いて測定した。その結果、1.7
0.2Bqが生成したことがわかった。一方、生成したプロトンのスペクトルを飛行時間法を用いて測定し、放射化断面積を用いて放射化量を評価した。その結果、1.6
0.3Bqが得られた。誤差範囲で一致した。そこで、われわれは、レーザー駆動粒子線を用いて放射化反応を起こさせる場合、反応量を飛行時間法でレーザーショットごとにモニターする方法を提案する。
小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; et al.
Applied Physics Express, 2(6), p.066001_1 - 066001_3, 2009/05
被引用回数:15 パーセンタイル:50.56(Physics, Applied)強度10W/cm
のレーザー光(10Hz,小型高コントラスト高強度レーザー)をポリイミドテープ(7.5
m)に集光することによって最大3.5MeVのプロトンを生成した。このプロトンで
B(p,n)
C反応を起こした。その結果、60ショットで11.1Bqの放射能を得た。薄層放射化への応用の可能性について議論した。
桐山 博光; 森 道昭; 中井 善基; 下村 拓也*; 田上 学*; 圷 敦; 岡田 大; 本村 朋洋*; 近藤 修司; 金沢 修平; et al.
JAEA-Conf 2008-007, p.13 - 16, 2008/08
高強度場科学研究において、メインパルスと背景光(ASE光)との強度比であるコントラストが、高強度レーザーを利用するうえでボトルネックになっている。高強度レーザーシステムより出力されるレーザーパルスの時間構造において、メインパルスに先立って数桁強度の低い背景光(ASE)が存在する。一般的な高強度レーザーシステムにおいて、メインパルスとASEの強度比(コントラスト)は1010
桁程度であり、この場合ASEの光強度は10
10
W/cm
となり、高強度を有するメインパルスが固体物質と相互作用する前にターゲット上にプリプラズマが形成され、メインパルスは膨張しつつある低い密度のプラズマと主として相互作用し、メインパルスと物質との相互作用に影響を及ぼす。このため多くの実験において、プリパルスによりプリプラズマが形成されないようなレーザーの時間制御技術開発が必要である。われわれは背景光が発生しにくい光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)を前置増幅器として用いた高強度レーザーシステムの開発を行った。OPCPAを用いることにより、メインパルスの数ps前において従来よりも1,000
10,000倍改善された7
10
の高いコントラストを実現した。
山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.
Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01
被引用回数:52 パーセンタイル:70.47(Biochemistry & Molecular Biology)ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。
神原 豊三; 宇野 英郎; 荘田 勝彦; 平田 穣; 庄司 務; 小早川 透; 高柳 弘; 藤村 勤; 森田 守人; 市原 正弘; et al.
JAERI 1045, 11 Pages, 1963/03
この報告書はJRR-2の第1次出力上昇試験後、設計出力10MWの出力上昇までの1つのステップとしての3MW,第2次出力上昇試験について記したものである。試験は昭和36年11月15日から開始され、11月29日に3MWに到達し、3MWでの連続運転を行って12月16日終了した。
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
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。
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
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。
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
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。
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
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110
n/cm
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。
Lan, Z.*; Wei, T.*; 早川 岳人*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; Morace, A.*; et al.
no journal, ,
A Laser-Driven Neutron Source (LDNS) is a novel neutron that provides neutron beam of ultra-short pulse duration and high flux. This technique would be useful for neutron resonance non-destructive diagnosis application. A demonstration experiment was carried out using an LDNS developed for the LFEX laser of Institute of Laser Engineering, Osaka University. A neutron resonance spectrum was observed with a single laser shot. The technique can be used as a "nuclear thermometer" because the resonance shape is broadened as a function of the sample material temperature.
Lan, Z.*; 早川 岳人*; Wei, T.*; 加美山 隆*; 佐藤 博隆*; 有川 安信*; Mirfayzi, S. R.*; 小泉 光生; 安部 勇輝*; 森 隆人*; et al.
no journal, ,
As a new approach of neutron generation with the ultra-short pulse duration and high flux, a Laser-Driven Neutron Source (LDNS) has been studied. A demonstration experiment of neutron resonance spectroscopy using a LDNS has been performed using the petawatt laser LFEX at the Institute of Laser Engineering, Osaka University. A CD foil target was used for an high-density plasma generation. Neutrons were produced by the impact of the high energy ions on a boron converter. A high-density polyethylene surrounding the boron converter slowed down neutron energy to epithermal temperature. A single shot neutron resonance experiment was carried out at a neutron beam line of 1.8m. The neutron resonance peak at 4.28 eV of Ta was measured with different temperature.
中井 綾香; 岡村 浩之; 下条 晃司郎; 大橋 朗*; 長縄 弘親
no journal, ,
溶媒抽出法における目的物質の抽出分離効率は、使用する抽出剤が鍵となる。理想的な抽出剤は、炭素,水素,酸素,窒素の軽元素のみ(CHON)で構成され、リン,硫黄,ハロゲン,芳香環を持たず、安価に合成可能で、かつ高い抽出分離性能を有することである。本研究では、CHON型抽出剤である,
-dioctyldiglycol amic acid (DODGAA)を合成し、ランタノイドの抽出分離について検討した。また、カルボン酸系及びリン酸系工業用抽出剤と比較した性能評価を行ったので報告する。DODGAAを用いた14種類のランタノイドの抽出挙動を調べた結果、pHの増加とともに抽出率が向上し、1
pH
3で定量的な抽出が起こった。また、Tb
からLu
までの重希土に対して高い選択性を示し、軽希土La
とLu
間の分離係数は約3,000と高い分離能力を示した。同じカルボン酸系工業用抽出剤であるVersatic 10では中性領域(pH6付近)から抽出が起こるため、DODGAAはカルボン酸系抽出剤として驚異的な抽出能を示すことが明らかとなった。また、リン酸系抽出剤D2EHPAに匹敵する高い抽出分離能力を有することが示された。今後は、DODGAAの種々の金属イオンに対して網羅的に抽出実験を行い、他の金属イオンに対する抽出特性を明らかにする予定である。
下条 晃司郎; 中井 綾香; 岡村 浩之; 大橋 朗*; 長縄 弘親
no journal, ,
溶媒抽出法における目的物質の抽出分離効率は、使用する抽出剤が鍵となる。本研究では、新規抽出剤N, N-dioctyldiglycol amic acid (DODGAA)を開発し、さまざまな金属イオンからの鉛イオンの選択的抽出に関する検討及び工業用抽出剤との比較による性能評価を行った。その結果、DODGAAは工業用抽出剤より鉛イオンに対して高い抽出分離能を有することを見いだした。また、逆抽出も容易に可能であるため、抽出能の繰り返し利用ができることを確認した。
下条 晃司郎; 中井 綾香*; 大橋 朗*; 長縄 弘親
no journal, ,
水銀イオンは生物の体内に濃縮されやすい特徴をもつため、微量濃度でも環境に放出されれば人体に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、水銀イオンを選択的かつ高感度に検出するセンサーの開発が望まれている。一方、金ナノ粒子は粒径に依存して色が変化する分光学的性質を有している。この金ナノ粒子表面に配位子を固定化することで、特定の金属イオンに応答する比色センサーが開発されている。一般的に、配位子固定化金ナノ粒子の合成は、クエン酸還元により金ナノ粒子を合成するステップとチオール基を介して配位子を固定化するステップの2ステップから構成され、より簡便かつ迅速な合成手法が望まれている。本研究では金に対して高い結合能を有するA3ペプチドとジグリコールアミド酸(DGAA)配位子を融合し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を1ステップで行う手法を検討した。さらに、DGAAと水銀イオンの結合を介して金ナノ粒子の凝集を誘発し、粒径増加に伴う色変化によって水銀イオンを高感度に検出する比色センサーの開発を行った。
下条 晃司郎; 中井 綾香*; 大橋 朗*; 長縄 弘親
no journal, ,
水銀イオンは生物の体内に濃縮されやすい特徴をもつため、微量濃度でも環境に放出されれば人体に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、水銀イオンを選択的かつ高感度に検出するセンサーの開発が望まれている。一方、金ナノ粒子は粒径に依存して色が変化する分光学的性質を有している。この金ナノ粒子表面に配位子を固定化することで、特定の金属イオンに応答する比色センサーが開発されている。一般的に、配位子固定化金ナノ粒子の合成は、クエン酸還元により金ナノ粒子を合成するステップとチオール基を介して配位子を固定化するステップの2ステップから構成され、より簡便かつ迅速な合成手法が望まれている。本研究では金に対して高い結合能を有するA3ペプチドとジグリコールアミド酸(DGAA)配位子を融合し、金イオンと反応させることで、金ナノ粒子の合成と配位子の固定化を1ステップで行う手法を検討した。さらに、DGAAと水銀イオンの結合を介して金ナノ粒子の凝集を誘発し、粒径増加に伴う色変化によって水銀イオンを高感度に検出する比色センサーの開発を行った。