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論文

JRR-3炉による火山岩試料の即発$$gamma$$線分析

大澤 崇人; 福岡 孝昭*

月刊地球, 40(5), p.302 - 309, 2018/05

火山岩中のホウ素(B),塩素(Cl),水素(H)H$$_{2}$$O含有量はマグマ起源の重要な情報を提供する。ここでは火山岩試料を粉末化し、原子炉から発生する中性子を照射するだけで非破壊で分析できる即発$$gamma$$線法について、日本原子力研究開発機構の研究用原子炉JRR-3で開発された分析法を、ホウ素を中心に解説するとともに、ごく最近設置された自動分析装置の説明を行う。

論文

Non-destructive elemental analysis of a carbonaceous chondrite with direct current Muon beam at MuSIC

寺田 健太郎*; 佐藤 朗*; 二宮 和彦*; 川島 祥孝*; 下村 浩一郎*; 吉田 剛*; 河井 洋輔*; 大澤 崇人; 橘 省吾*

Scientific Reports (Internet), 7(1), p.15478_1 - 15478_6, 2017/11

AA2017-0455.pdf:1.15MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:100(Multidisciplinary Sciences)

電子やX線を用いた特性X線分析は基礎的化学分析手法として様々な分野で用いられている。近年、その高い透過性からミュオン捕獲特性X線を用いた分析手法が注目を集めている。我々はここに最新の強力なDCミュオン源であるMuSICを用いて行った炭素質コンドライトの分析結果について報告する。炭素を約2%含むJbilet Winselwan隕石を測定した結果、Mg, Si, Fe, O, S, Cからのミュオン捕獲特性X線を検出し、元素存在度のパターンはCMコンドライトとして無矛盾であった。本非破壊分析手法は炭素に高い感度を持つことから、C型小惑星からのサンプルが持ち帰られた場合にも、それを分析する強力な新手法となりえる。

論文

An Evaluation method of reflectance spectra to be obtained by Hayabusa2 Near-Infrared Spectrometer (NIRS3) based on laboratory measurements of carbonaceous chondrites

松岡 萌*; 中村 智樹*; 大澤 崇人; 岩田 隆浩*; 北里 宏平*; 安部 正真*; 仲内 悠祐*; 荒井 武彦*; 小松 睦美*; 廣井 孝弘*; et al.

Earth, Planets and Space (Internet), 69(1), p.120_1 - 120_12, 2017/09

AA2017-0327.pdf:1.53MB

 被引用回数:2 パーセンタイル:64.06(Geosciences, Multidisciplinary)

はやぶさ2に搭載されている近赤外分光計(NIRS3)の地上テストを行なってスペクトルの補正と評価の手法を確立した。粉末状にした炭素質隕石を試料として、FTIRで測定したスペクトルとの比較からNIRS3のスペクトルの補正方法を2つ提案した。また得られた反射スペクトルから小惑星表面の化学的分類方法について提案した。

論文

NIRS3; The Near Infrared Spectrometer on Hayabusa2

岩田 隆浩*; 北里 宏平*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 荒井 武彦*; 荒井 朋子*; 平田 成*; 廣井 孝弘*; 本田 親寿*; 今栄 直也*; et al.

Space Science Reviews, 208(1-4), p.317 - 337, 2017/07

C型小惑星リュウグウを目指す小惑星探査機ハヤブサ2に搭載された近赤外分光計NIRS3は1.8から3.2ミクロンまでの感度を持つ。NIRS3は小惑星の反射スペクトルを計測することで、3ミクロンバンドに現れる水に起因する吸収を検出することを目的としている。InAsフォトダイオードリニアイメージセンサと188Kでの動作を可能とする受動冷却システムによって、本分光計は十分な感度とダークノイズを達成できる。NIRS3フライトモデルは打ち上げ前に地上で性能評価実験が行われ、小惑星表面の水質変成度を決定できるだけのSN比があることが確認された。小惑星表面の計測では、小惑星の熱変性度や、炭素質コンドライトとの対応関係を明らかにできるだろう。

論文

Automatic Prompt Gamma-ray Analysis system; Automation of an existing large-scale analytical device

大澤 崇人

Automation and Control Trends, p.149 - 166, 2016/10

JRR-3ガイドホールに設置されている即発$$gamma$$線分析装置(PGA)は2012年から2013年にかけて自動化された。これは原子力施設にある、大規模だが古い測定装置の自動化の良い例であり、本稿ではこの開発内容を解説する。

論文

環境試料中ストロンチウム-90分析用自動化システムの性能試験

藤田 博喜; 野島 健大; 永岡 美佳; 大澤 崇人; 横山 裕也; 小野 洋伸*

KEK Proceedings 2016-8, p.168 - 172, 2016/10

平成25年1月から平成27年3月までの期間において、復興促進プログラム(マッチング促進)として、「環境試料中ストロンチウム-90($$^{90}$$Sr)分析用自動化システムの開発」に取り組んだ。灰試料(農畜産物及び海水産物)を対象としてストロンチウムを単離するまでの工程を自動化することはできたが、実際の試料中$$^{90}$$Sr濃度測定を行うことができていなかったため、本システムによる分析を実施し、作業者による分析・測定結果と比較することにした。また、システムを改良し、各分析工程における装置の性能を向上させることができたので、その内容についても報告する。

論文

環境試料中ストロンチウム-90分析用自動化システムの開発

野島 健大; 藤田 博喜; 永岡 美佳; 大澤 崇人; 横山 裕也; 小野 洋伸*

KEK Proceedings 2015-4, p.111 - 115, 2015/11

$$^{90}$$Sr分析を放射性ストロンチウム分析法(文部科学省、放射能測定法シリーズ2)に従って、環境レベルの$$^{90}$$Sr濃度を自動で分析するシステムを開発したので、その成果を報告する。本研究では、この分析における湿式灰化、化学分離、イオン交換に係るそれぞれの工程を、ロボットや自動加熱装置等を組み合わせて、自作の制御プログラムにより、自動で分析できるようになった。

論文

Elemental analysis system with negative-muon beam

大澤 崇人; 二宮 和彦*; 吉田 剛*; 稲垣 誠*; 久保 謙哉*; 河村 成肇*; 三宅 康博*

JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.025003_1 - 025003_6, 2015/09

J-PARC Materials and Life Science Experimental Facilityに設置するための新たなミュオン捕獲蛍光X線分析装置を開発した。本報告では隕石, 標準岩石に関する予備的実験結果に関して報告する。本装置は偏向電磁石を用いて斜め下にビームを曲げる機構を有し、Ge検出器は鉛遮蔽で覆う構造を持つ。真空チェンバーはアルミ製である。実験の結果バックグラウンドの大幅な低減が確認され、隕石中の主要元素を全て非破壊で検出することに成功した。

論文

Development of an automatic prompt $$gamma$$-ray activation analysis system

大澤 崇人

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1141 - 1146, 2015/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.41(Chemistry, Analytical)

JRR-3ガイドホールに設置された即発$$gamma$$線分析装置に6軸多関節ロボットを導入し、これを制御することで自動分析・制御システムを開発した。AutoPGAと名付けられた制御プログラムはLabVIEW2011で開発され、自動分析と自動制御がシステムで統合されている。最大14試料を自動で分析可能であり、従来の手動交換と比較して圧倒的な分析効率を達成するだけでなく、自動制御によってバックグラウンドの低下にも効力を発揮できる。

論文

Artisanal and small-scale gold mining in Myanmar; Preliminary research for environmental mercury contamination

大澤 崇人; 初川 雄一

人間生活文化研究(インターネット), (25), p.221 - 230, 2015/00

This study investigates artisanal and small-scale gold mining in Myanmar and presents analytical data on mercury pollution for the first time. The way of gold mining in Myanmar is detailed. The sampling and investigation areas were Kyaikhto in Mon State, Shwekyin in Bago Region, the middle reaches of the Ayeyarwaddy River in Mandalay and Sagaing regions, and north of Kalewa in Sagaing Region. The total mercury concentrations of river sediments and human hair samples were determined by cold vapor atomic absorption spectrometry. Some river sediments were contaminated and the highest mercury concentration of 81 ug/g was found in a sample from Ayeyarwaddy River. The total mercury concentrations in the hair of mineworkers ranged from 0.6 to 6.9 ug/g and the average value was 2.9 ug/g, which is 2.4 times higher than the value of non-mineworkers. Although the data obtained in this study was not sufficient, the results indicated that the environment of Myanmar may be contaminated with mercury that originated from artisanal and small-scale gold mining. Large-scale environmental investigation is required in the near future to determine the detailed situation for water quality and human health.

論文

A New X-ray fluorescence spectroscopy for extraterrestrial materials using muon beam

寺田 健太郎*; 二宮 和彦*; 大澤 崇人; 橘 省吾*; 三宅 康博*; 久保 謙哉*; 河村 成肇*; 髭本 亘; 土山 明*; 海老原 充*; et al.

Scientific Reports (Internet), 4, p.5072_1 - 5072_6, 2014/05

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.7(Multidisciplinary Sciences)

X線の発見以来、人類は物体を透視する新たな目を獲得した。物体内部の密度分布を知ることのできる、X線ラジオグラフィと呼ばれるこの透視検査法は広範な領域で応用されている。近年、J-PARCにおいて強力なバルスミュオンビームが生成可能となり、これは新たな分析化学の領域を切り開くことができるツールである。本論文で我々はミュオン捕獲を利用した非破壊分析を報告する。我々はミュオンの運動量を報告する制御することで、mmオーダーで物体の軽元素深さ分布分析に成功し、有機物を含む隕石の分析にも成功した。今、ミュオンラジオグラフィという新たな目の利用が始まった。

論文

Temperature control system for laser heating; Application for minute asteroidal materials

大澤 崇人; 小林 幹彦*; 今野 武志*; 江頭 満*; 岡崎 隆司*; 三浦 弥生*; 長尾 敬介*

Measurement, 50, p.229 - 235, 2014/04

 パーセンタイル:100(Engineering, Multidisciplinary)

微小なイトカワ試料を段階加熱するために、極小のW-Re熱電対を用いたレーザー加熱温度制御システムを開発した。線径25$$mu$$mの3% Re-Wと26% Re-Wを使用した熱電対を製作し、独自の温度検定プログラムを用いて温度校正を行ない起電力を測定した。レーザー温度制御ではLabVIEW 2011にて制御プログラムを開発した。試料が極めて小さく熱電対も極小であることから通常のPID制御は採用しなかった。試料ホルダーは石英で製作して絶縁性を確保した。平均加熱温度は設定温度より少し低く、標準偏差と最大オーバーシュートはそれぞれ2.5%, 6.0%未満であった。本システムは微小地球外物質の加熱実験に十分な性能を達成した。

論文

A New statistical model and a redefinition of isotopic ratio; Correction and evaluation in ultra-microanalysis

大澤 崇人

人間生活文化研究(インターネット), (22), p.133 - 146, 2013/05

極微量分析時に測定原子数が極端に少なくなると同位体比という概念そのものに重大な問題が生じる。第一に同位体比の分母と分子には可換性がないため、導出される2つの同位体比は一致しない。第二に同位体比の確率密度分布は二項分布と一致しないため、同位体比の平均値は真の同位体比より系統的に高くなる。ここでは、同位体比の潜在的不確かさと、サンプリングされた原子数に支配される測定値と真値との相違を積極的に評価する。加えて同位体比のアノマリーを確認するための「確認条件」を示す。本研究にて示される統計モデルは、主要な同位体が同位体比の分母として設定されなければならないことを明確に示している。すなわち、同位体比の歪んだ確率密度分布の効果を低減するためには、同位体比は1より小さくなければならない。精細な同位体分析に際しては、試料原子数が極端に少ない場合、潜在的誤差と真値とのずれはテストされなければならない。

論文

Construction of a newly designed small-size mass spectrometer for helium isotope analysis; Toward the continuous monitoring of $$^{3}$$He/$$^{4}$$He ratios in natural fluids

馬上 謙一*; 角野 浩史*; 豊田 岐聡*; 岡崎 隆司*; 大澤 崇人; 石原 盛男*; 交久瀬 五雄*; 野津 憲治*; 五十嵐 丈二*; 長尾 敬介*

Mass Spectrometry (Internet), 1(2), p.A0009_1 - A0009_10, 2012/11

新規にヘリウム同位体比の測定のためのセクター型質量分析計を開発した。これはさまざまな地球化学試料、たとえば地下水や温泉ガス等に応用できる。質量分解能は約490で、これは$$^{3}$$He$$^{+}$$とHD$$^{+}$$などを十分に分解できる性能である。$$^{3}$$Heで3000000原子を検出できる高い感度を持つ。長期安定性テストでも約3%の再現性と5%以下の不確かさを示した。同位体比の確度においては既存の質量分析計と良い一致を示した。

論文

Deep-sea record of impact apparently unrelated to mass extinction in the Late Triassic

尾上 哲治*; 佐藤 保奈美*; 中村 智樹*; 野口 高明*; 日高 義浩*; 白井 直樹*; 海老原 充*; 大澤 崇人; 初川 雄一; 藤 暢輔; et al.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 109(47), p.19134 - 19139, 2012/11

 被引用回数:23 パーセンタイル:26.87(Multidisciplinary Sciences)

日本の上部三畳系深海底堆積物から、天体衝突の証拠である「Niに富むマグネタイト粒子」、「スフェルール」、「白金族元素異常」を報告した。特に白金族元素のひとつであるイリジウムは41.5ppbという高い値を示し、恐竜の絶滅で有名な白亜紀/古第三紀(K/Pg)境界に匹敵する異常値であることが示された。堆積物中に含まれる微化石(放散虫、コノドント)の検討から、天体衝突の起こった年代は三畳紀後期ノーリアン中期(約2億1200$$sim$$1600万年前)であることが明らかになった。この時代は天体衝突クレーターが数多く報告されている時代として知られており、カナダのManicouaganクレーター(直径100km)が本研究で発見した天体衝突イジェクタ層を形成したクレーターとして可能性が高いと考えられる。本発見を契機として、今後世界各地のノーリアン中期の地層から、Manicouaganクレーターに由来すると思われる天体衝突の証拠が見つかると考えられる。

論文

Solar wind noble gases in micrometeorites

大澤 崇人

Exploring the Solar Wind, p.121 - 140, 2012/03

宇宙塵に含まれる太陽風起源希ガスに関するレビュー。過去の報告を包括的に紹介している。

論文

Kr and Xe ions implanted on the surfaces of Mo, Hf, Ta, W, Re, Au and platinum group elements

大澤 崇人

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 274, p.93 - 99, 2012/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:74.11(Instruments & Instrumentation)

KrとXeのイオン照射実験をMo, Hf, Ta, W, Re, Au及び5つの白金族元素に対して行い、射ち込まれたKrとXeを放射光を用いたX線光電子分光によって検出した。5d遷移元素ではKr 2p$$_{3/2}$$, Xe 3d$$_{3/2}$$, Xe 3d$$_{5/2}$$の結合エネルギーは金属のd電子数に相関していた。5d遷移元素中のXe濃度は原子番号に相関していたが、そのような相関はKrでは見られなかった。Xeにおけるこの相関はスパッタリングイールドを考慮した理論計算でおおよそ再現できる。金属のKrとXeの保持力は実験値と理論値の比として定義したが、保持力と原子番号は相関せず、保持力は金属中のKrとXeの弾性エネルギーと正の相関を持っていた。もし希ガスの拡散の活性化エネルギーが弾性エネルギーとして代表されうるなら、希ガス保持力は定性的に説明できる。

論文

Measurements of Ir concentration in geological standard samples using neutron activation analysis with multiple $$gamma$$-ray coincidence method

初川 雄一; 大澤 崇人; 大島 真澄; 藤 暢輔; 木村 敦; 小泉 光生; 古高 和禎

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 291(1), p.143 - 145, 2012/01

 パーセンタイル:100(Chemistry, Analytical)

多重$$gamma$$線放射化分析法により地球化学試料中のイリジウムの超高感度分析を行った。イリジウムは地殻中に含まれる元素のなかで最も存在量が少なく、1ppb程度しか存在しない。一方、始原的隕石中には豊富に存在しておりイリジウムの異常濃度は過去の地球への隕石衝突を探るうえで重要な証拠となっている。本研究では南アフリカ産のSARM-76、デンマーク産FC-1, FC-2を測定試料としてそれぞれの値付を行った。またそれぞれの試料の生成過程に違いから得られた測定結果について議論を加えた。

論文

Cleaning mercury polluted mine tailings in the Philippines

Appel, P.*; Na-Oy, L.*; 初川 雄一; 大澤 崇人; Kystol, J.*; S${o}$rensen, L.*

Danmarks og Gr${o}$nlands Geologiske Unders${o}$gelse Rapport, Vol.127, 39 Pages, 2011/12

この報告書は金の小規模採鉱による水銀汚染された残滓を旧来の手法により除染を試みた実験結果をまとめたものである。フィリピンでは金小規模採鉱による水銀汚染が多く見られており、最大で1トンあたり250グラムもの水銀汚染が見られる。しかもこれらには最大で16グラム/トンの金が含まれていることが知られている。そこでこの残滓中に含まれる金をあたかも"隠された金鉱"として地元採掘業者が金回収を行う過程で水銀も回収するようなプロセスを考案しこの試験的なテスト実験の結果をまとめた報告書である。

論文

Irradiation history of Itokawa regolith material deduced from noble gases in the Hayabusa samples

長尾 敬介*; 岡崎 隆司*; 中村 智樹*; 三浦 弥生*; 大澤 崇人; 馬上 謙一*; 松田 伸太郎*; 海老原 充*; Ireland, T.*; 北島 富美雄*; et al.

Science, 333(6046), p.1128 - 1131, 2011/08

 被引用回数:80 パーセンタイル:4.12(Multidisciplinary Sciences)

はやぶさが回収した小惑星イトカワの岩石粒子中の希ガス同位体組成を測定した結果、月試料に匹敵する高い濃度の太陽風起源He, Ne, Arを確認した。これらの希ガス組成は繰り返されたインプランテーションと、イトカワ上のレゴリス粒子同士の摩擦によってHeに富んだリムの除去による選択的Heの損失によって説明可能である。イトカワ上のレゴリスの照射時間はわずか1000万年未満であり、小さな小惑星上の物質が容易に宇宙空間に散逸してしまうことを反映している。

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