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論文

JAEA-AMS-TONOタンデム加速器の現状; 平成27年度

藤田 奈津子; 松原 章浩*; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 梅田 浩司*; 石丸 恒存; 西澤 章光*; 三宅 正恭; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; et al.

第29回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.39 - 42, 2017/03

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは平成9年に導入したJAEA-AMS-TONOを用いて年代測定等を行っている。平成27年度の状況としては、大きな故障もなく順調に稼働している。装置メンテナンスは主に8月及び9月に実施し、電磁石の電源の更新及び制御システムの更新等を行った。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状; 平成27年度

藤田 奈津子; 松原 章浩; 渡邊 隆広; 國分 陽子; 梅田 浩司; 西澤 章光*; 三宅 正恭*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 加藤 元久*

第18回AMSシンポジウム報告集, p.85 - 90, 2016/12

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、JAEA-AMS-TONOを機構で進める深地層の科学的研究や、施設供用利用制度による外部機関の研究に関わる年代測定等を行うため、放射性炭素, ベリリウム-10及びアルミニウム-26のルーチン測定を行っている。また、最近では塩素-36の測定技術の整備にも取り組んでいる。本発表では平成27年度の状況について報告する。

論文

Progress on multi-nuclide AMS of JAEA-AMS-TONO

國分 陽子; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 眞田 勝樹*; 花木 達美

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 361, p.48 - 53, 2015/10

 被引用回数:13 パーセンタイル:81.43(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、1997年に加速器質量分析施設であるJAEA-AMS-TONOを設置し、$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be測定を行っている。現在さらに測定核種を増やすため、$$^{26}$$Al-AMSの構築を試みている。本発表では、施設の現状とともに現在取り組んでいる多核種AMSへの試みについて報告する。本施設は、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関わる地質環境の長期安定性研究における$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be年代測定を行うため、$$^{14}$$C及び$$^{10}$$Be測定を行っている。現在さらに$$^{26}$$Al年代測定を可能にすべく、$$^{26}$$Al測定のための測定条件の検討及び試験測定を実施している。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状; 平成25年度

松原 章浩; 藤田 奈津子; 西澤 章光*; 三宅 正恭*; 西尾 智博*; 大脇 好夫*; 眞田 勝樹*; 國分 陽子; 石丸 恒存

第27回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.47 - 51, 2015/03

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおける加速器質量分析(JAEA-AMS-TONO)ではAMS装置(NECペレトロン15SDH-2;最大加速電圧5MV)の運用開始(平成10年度)以降、$$^{14}$$C測定を基盤として、$$^{10}$$Beや$$^{26}$$Alなどの宇宙線生成核種を用いた地層科学研究への応用に向け、多核種AMS化を進めている。ここでは、平成25年度の運用状況、装置状況について報告する。

論文

江門遺跡出土の果実類及び木片の放射性炭素年代測定

國分 陽子; 松原 章浩; 石丸 恒存; 三宅 正恭*; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*

平成24年度土岐市市内遺跡発掘調査報告書, p.28 - 30, 2014/03

土岐市江門遺跡トレンチ1のIVb層及びVb層から採取されたイネ科種子5試料及び木片1試料について加速器質量分析法による放射性炭素年代測定を行った。木片は年輪を計数した後、ウィグルマッチンのために最外輪及び最内輪をそれぞれ含む5年分ずつ、計2つを試料とした。種子及び木片はJAEA-AMS-TONOにてグラファイトに調製し、加速器質量分析装置で炭素同位体比を測定して放射性炭素年代を求めた後、暦年較正した。IVb層の2試料のイネ科種子の暦年代は、15$$sim$$17世紀の範囲で整合する。一方、Vb層は、2試料の暦年代が14世紀で一致した。また、IVb層の木片の最外輪は、ウィグルマッチングの結果、1300年前後となり、同層で採取されたイネ科種子より古い暦年代が得られた。

論文

Current status of the AMS facility at the Tono Geoscience Center of the Japan Atomic Energy Agency

國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 齋藤 龍郎; 石丸 恒存; 梅田 浩司; 花木 達美

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 294, p.43 - 45, 2013/01

 被引用回数:3 パーセンタイル:29.69(Instruments & Instrumentation)

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、1997年に加速器質量分析装置JAEA-AMS-TONOを導入した。1998年以来、炭素同位体比のルーチン的な測定を行っている。近年の測定数は年間約800試料であり、おもに高レベル放射性廃棄物の地層処分の長期安定性研究に関連した地質構造や水理地質学の研究に利用している。また原子力機構の施設供用制度のもと、本装置は大学や他の研究機関の研究者にも利用されている。また、堆積速度や岩石の露出年代の推定など地球年代学研究を行うため、$$^{10}$$Be-AMSの開発も行っている。$$^{10}$$Be測定時の妨害となる$$^{10}$$Bの効果的な除去を期待し、以前より大きなガス吸収セルを有するMadenらにより報告されたガスカウンター検出器に変更した。装置の測定パラメーターの最適化を行い、標準試料を用いた試験測定を行った。測定した$$^{10}$$Be/$$^{9}$$Be比は、保証値とほとんど一致し、われわれの装置が$$^{10}$$Be-AMSの利用に十分な能力を有することを確認した。

論文

Current status of JAEA-AMS-TONO, the Japan Atomic Energy Agency

松原 章浩; 國分 陽子; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 石丸 恒存; 花木 達美

Proceedings of 4th East Asian Symposium on Accelerator Mass Spectrometry (EA-AMS-4), p.147 - 150, 2011/12

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターJAEA-AMS-TONOでは、1997年に導入されたNEC社製の多目的型15SDH-2(5MV)ペレトロン加速器質量分析装置を用い、高レベル放射性廃棄物の地層処分に関する深地層科学研究に向け、炭素同位体比等の測定を行っている。近年、岩石の露出年代や堆積年代の評価等の応用により装置利用の拡大を図るため、ベリリウム同位体比測定の開発も進めている。本稿では、JAEA-AMS-TONOにおける炭素同位体比測定の現状に加え、ベリリウムのルーチン測定のための技術整備として進めた一連の試験測定の結果について報告する。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状; 平成22年度

石丸 恒存; 國分 陽子; 松原 章浩; 花木 達美; 安江 健一; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*

第13回AMSシンポジウム報告書, p.11 - 14, 2011/01

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる基盤研究の一環として、原子力機構内で行われる地層や地下水などを対象とした地球科学的研究を行うために、JAEA-AMS-TONOによる放射性炭素($$^{14}$$C)の測定を行っている。この他、施設供用利用制度により外部機関の研究にも利用されている。また、近年ではベリリウム-10($$^{10}$$Be)の測定技術開発にも取り組んでいる。本発表では$$^{14}$$Cルーチン測定及び$$^{10}$$Be測定技術の整備に関する平成22年度の運転状況及び利用研究について報告する。

論文

JAEA-AMS-TONOの現状; 平成21年度

國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 石丸 恒存

第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.45 - 48, 2010/11

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターに設置されているタンデム型加速器質量分析計JAEA-AMS-TONOの平成21年度の運転状況及び装置の改善点について報告する。平成21年度の実績として846件の測定を行った。このうち、施設供用利用による外部研究による使用は251試料であった。また、平成9年3月に導入以降、運転時間のべ11466時間、平成21年度は1287時間であった。測定精度の向上を目指し、イオン電流の安定化を図るため、イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御,ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化,ビームラインのアライメントを行った。また、ビームラインのアライメント後、入射側電磁石の前の四重極レンズで放電が起こり、電磁石のテスラメータが故障したため、修理を行った。

論文

JAEA-AMS-TONOの装置改善; 平成21年度

松原 章浩; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 國分 陽子; 石丸 恒存

第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.53 - 56, 2010/11

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターにおけるタンデム型加速器質量分析計JAEA-AMS-TONOに関する平成21年度の改善点について報告する。報告内容は、主として(1)イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御,(2)ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化である。イオン源のセシウム蒸気輸送系の温度制御については、セシウム輸送管を独立して加熱するシステムを新規に導入し輸送管の温度制御を行った。また、ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化については、ストリッパーガスのニードルバルブに断熱材を取り付けたところ、効果が見られた。

論文

Total dose effects on heavy-ion induced gate current in MOS structure

高橋 芳浩*; 府金 賢*; 今川 良*; 大脇 章弘*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武

JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 7, 2008/11

MOS(Metal Oxide Semiconductor)構造の重イオン照射誘起ゲート電流の$$gamma$$線照射による変化について評価を行った。試料はp形及びn形バルクSi基板上の、酸化膜厚100nm,Alゲート電極直径100$$mu$$mのMOSキャパシタとした。$$gamma$$線照射は吸収線量率6.3kGy(SiO$$_{2}$$)/hで1時間行った。照射前後のイオン照射誘起ゲート過渡電流の測定は、酸素イオン(15MeV)を用いたTIBIC(Transient Ion Beam Induced Current)評価システムにより行った。また、$$gamma$$線照射前後において容量-電圧特性及びリーク電流特性の測定を行った。その結果、$$gamma$$線照射後、同一電圧印加時のゲート過渡電流ピーク値は、p-MOSにおいて増加し、n-MOSでは減少した。さらに容量-電圧特性で生じた変化を正電荷捕獲密度を反映したミッドギャップ電圧のシフト量で評価し、そのシフト量分、ゲート印加電圧値をシフトさせた結果、照射前後でのピーク値はよく一致することが判明し、ピークのシフトが正の固定電荷発生によることが明らかとなった。

口頭

MOS構造素子のシングルイベント効果の解明

高橋 芳浩*; 府金 賢*; 今川 良*; 大脇 章弘*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 大島 武

no journal, , 

半導体デバイスに高速荷電粒子が入射する際に半導体内で誘起されるキャリアが原因となりシングルイベント現象が発生する。酸化膜を介した重イオン照射誘起電流の発生機構は未だ不明な点が多く、その解明が重要である。本研究では、シリコン(Si)金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタMOSFETに対して重イオン照射試験を実施し、酸化膜を介した電流発生機構の検討を行った。試料はAlゲートp-, n-SiMOSFETを用い、エネルギー15MeVの酸素イオンマイクロビームを照射した。照射誘起電流測定の結果より、MOSFETにおける照射誘起電流は正・負の異なるピークを持つこと、さらに収集電荷量が照射後数十nsでほぼ0に収束されることが確認され、酸化膜を介した照射誘起電流は、変位電流が支配的であることを確認した。さらに、重イオン照射誘起ゲート電流のトータルドーズ効果についても評価を行った。その結果、過渡電流ピーク値が$$gamma$$線照射により変化すること、また、同一ピーク電流を得るためのゲート電圧のシフト量は、ミッドギャップ電圧のシフト量とほぼ等しいことが確認された。これより、$$gamma$$線照射による照射誘起電流の変化は、酸化膜中の固定正電荷密度の変化に起因するものであると帰結された。

口頭

SOI-pnダイオードにおける重イオン照射誘起電流

高橋 芳浩*; 今川 良*; 大脇 章弘*; 竹安 秀徳*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武

no journal, , 

半導体デバイスの耐放射線性向上に関する研究の一環として、SOI(Silicon on Insulator)ダイオードに対して逆バイアスを印加した状態で、15MeVの酸素イオン照射を行った。アノード電極から過渡電流が検出された。過渡電流を積算して求めた収集電荷量は170fC程度で飽和した。また、印加電圧の増加に対して、ピーク電流値は増加するものの、収集電荷量は変化しないことがわかった。SOIダイオードとSiダイオードを比較した結果、同一印加電圧下において、ピーク電流が約1/20、収集電荷量が1/3に抑制されていることがわかり、SOIデバイスの高いシングルイベント耐性を示すことができた。デバイスシミュレータを用いた解析から、全電流は、活性層である空乏層内で発生した電流に加え、埋め込み酸化膜下の基板からの変位電流によるものであることがわかった。

口頭

加速器質量分析装置を用いた炭素同位体比測定の測定精度の改善

國分 陽子; 西澤 章光*; 鈴木 元孝*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 松原 章浩; 石丸 恒存

no journal, , 

加速器質量分析装置により炭素同位体比を精度よく測定するためには、イオンビームの安定化が必要である。本研究では、ビームの安定化を目指して以下の3つの改善による効果について検討した。(1)イオン源セシウム蒸気輸送系の温度制御,(2)加速器ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化,(3)検出器側ビームラインのアライメント。イオン源セシウム蒸気輸送系の温度制御では、これまでイオン源輸送管で蒸発したセシウムが凝集していたが、輸送管にヒーターを追加することにより輸送管での付着を防ぐことができた。また、加速器ターミナル部のストリッパーガス圧の安定化では、ストリッパーガス圧が周辺温度の影響を受けることから、ストリッパーガス流量調整弁を保温し、ガス圧の変動を抑制した。検出器側ビームラインのアライメントでは、検出器側ビームラインの各部を数mmずつ上昇させることによりゆがみを解消した。これらの改善により測定中のイオンビームの安定性を向上させることができた。

口頭

SOI-pnダイオードにおける重イオン照射誘起電流

高橋 芳浩*; 大脇 章弘*; 竹安 秀徳*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 牧野 高紘; 大島 武

no journal, , 

SOI(Silicon on Insulator)上に作製したpnダイオードの重イオン照射誘起電流について検討を行った。逆バイアス印加時の試料に18MeV酸素イオンを照射した際の照射位置依存性について評価した結果、アノード中心部に照射した際の収集電荷はBOXを介した変位電流によるものが支配的であること、一方、エッジ部に照射した場合は、活性層で発生した電荷収集が支配的であることがわかった。また、基板裏面への電圧印加を行い支持基板表面の空乏層を制御することにより、BOXを介した変位電流が抑制可能であり、特にアノード中心部へ照射した際の過渡電流はノイズレベル程度になることを実験的に示した。

口頭

JAEA-AMS-TONOによる$$^{10}$$Be測定

國分 陽子; 松原 章浩; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 石丸 恒存; 松崎 浩之*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターに設置されている加速器質量分析装置JAEA-AMS-TONOによる$$^{10}$$Be測定技術の整備を進めている。本発表では、$$^{10}$$Be測定のための装置設定の状況や性能確認のために行った標準試料や実試料を用いた試験測定の結果を報告する。$$^{10}$$Bを重イオン検出器で測定する場合に妨害となる同重体$$^{10}$$Bの影響を取り除くために、ガスセル付きの重イオン検出器を設置し、ガスセル中の窒素ガス圧の決定等、測定条件の最適化を行った。性能を確認するため、標準試料による試験測定を行ったところ、保証値とほぼ一致することが確認でき、測定技術の基盤はほぼ整備できたと考える。

口頭

JAEA-AMS-TONOの概要と利用状況

石丸 恒存; 國分 陽子; 松原 章浩; 安江 健一; 道家 涼介; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*

no journal, , 

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、平成9年3月に導入したタンデム型加速器質量分析装置JAEA-AMS-TONOを用いて、炭素-14($$^{14}$$C)のルーチン測定及びベリリウム-10($$^{10}$$Be)の測定技術の整備を進めている。また、$$^{14}$$C測定においては、平成18年度より施設供用を開始し、機構内の利用だけでなく、外部機関からの試料の受け入れも行っている。本発表では、施設の概要及び近年の利用状況として施設供用利用の現状並びに機構内利用の研究例について報告する。平成22年度には、$$^{14}$$Cのルーチン測定に加え、$$^{10}$$Beの測定技術の整備を本格的に開始したため、$$^{10}$$Be測定によるマシンタイムが増加した。また、$$^{14}$$C測定の測定試料数は計520試料であり、うち87試料が施設供用による4課題の外部研究であった。機構内の利用研究では、これまで高レベル放射性廃棄物の地層処分にかかわる基盤研究の一環として、地層や地下水などを対象に$$^{14}$$C年代を求める地球科学に関する研究をおもに進めた。

口頭

Present status of JAEA-AMS-TONO; Progress of multi nuclide AMS

國分 陽子; 石丸 恒存; 松原 章浩; 西澤 章光*; 三宅 正恭*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*

no journal, , 

The JAEA-AMS-TONO system has not only been continuously in operation for the routine measurement of $$^{14}$$C, but also has been made available for $$^{10}$$Be- and $$^{26}$$Al-AMSs in recent years. The $$^{14}$$C-AMS has applied to research into deep underground environments, and has also been used by researchers from universities and other institutes under the common-use facility program. Development of $$^{10}$$Be-AMS had been implemented for the past few years. After series of optimization of system/measurement conditions and test measurements, we completed the development last year and have started routine measurement from this year. Since this March, we have started development of $$^{26}$$Al-AMS. The system set up for $$^{26}$$Al-AMS and test measurement was carried out. Ratios of $$^{26}$$Al/$$^{27}$$Al in standard samples were almost corresponding to reference values. The development has so far done well and routine measurements of the $$^{26}$$Al-AMS will be started in near future.

口頭

AMSによる低濃度ベリリウム-10及びアルミニウム-26測定のための試薬等の選定

國分 陽子; 松原 章浩; 藤田 奈津子; 西尾 智博*; 大脇 好夫*; 眞田 勝樹*; 西澤 章光*; 三宅 正恭*

no journal, , 

ベリリウム-10及びアルミニウム-26は、岩体の露出年代や侵食速度などを求めるために加速器質量分析法で測定される。近年、これらの核種を深度方向測定し、その生成量の分布から高い精度での年代値を求める方法が行われており低濃度の測定が求められている。本研究では、測定時のブランク評価や試料調製に用いる試薬中の$$^{10}$$Be及び$$^{26}$$Alを測定し、低濃度測定に有効な試薬の選定を試みた。測定ブランクの評価に用いる酸化物、また測定試料を作製する際に用いるキャリア及びプロセスブランクの評価に用いる原子吸光分析(AAS)用または誘導結合プラズマ発光分光及び質量分析(ICP)用標準溶液について比較を行った。酸化ベリリウムは和光純薬製及び三津和化学製の2種類を比較した。$$^{10}$$Be/$$^{9}$$Be比は、10$$^{-14}$$$$sim$$10$$^{-15}$$レベルであり、和光純薬製より三津和化学製の方が低い値を示した。また、キャリア等として用いるBe標準溶液は4種類を比較した。Merck製のものは、和光純薬製及び関東化学製に比べ、半分程度低かった。

口頭

Present status of the JAEA-AMS-TONO

國分 陽子; 松原 章浩; 藤田 奈津子; 渡邊 隆広; 梅田 浩司; 三宅 正恭*; 西澤 章光*; 大脇 好夫*; 西尾 智博*; 眞田 勝樹*; et al.

no journal, , 

加速器質量分析装置を有するJAEA-AMS-TONO施設は、地質試料の放射年代測定技術の開発を行う土岐地球年代学研究所の主要施設として、深地層の科学的研究等による炭素-14やベリリウム-10の測定を行っている。また、現在、アルミニウム-26の測定に向け、試験測定等を実施している。本発表では、本施設の近年の現状について報告する。炭素-14測定では、元素分析装置を用いた試料の燃料及び二酸化炭素精製システムの構築など、試料調製法の改良を進めた。ベリリウム-10測定では、ベリリウム-10が少ないキャリア溶液の探索を行った。また、アルミニウム-26測定では、ルーチン測定に向け、東京大学タンデム加速器研究施設との比較試験を行い、両者の測定結果はよい一致が見られた。これを受け、平成27年度よりルーチン測定を開始した。

口頭

グラファイト化のための硫黄除去法における$$^{14}$$C混入汚染の評価

竹内 絵里奈; 小嵐 淳; 國分 陽子; 安藤 麻里子; 西尾 智博*; 大脇 好夫*; 松原 章浩

no journal, , 

加速器質量分析法(AMS)による$$^{14}$$C測定では、試料精製中のCO$$_{2}$$ガスに硫黄酸化物が含まれているとグラファイト化を阻害するため、銀シート、銀線、サルフィックス試薬等を用いてガス中の不純物を除去する。一方で、多量のサルフィックスを用いると$$delta$$$$^{13}$$C値が減少する傾向がみられ、AMS測定値に影響を及ぼす例も報告されており、不純物除去法自体が現代炭素の汚染源になることが懸念される。こうした前処理法による汚染は、特に古い年代の試料や少量の試料で推定年代に大きく影響を与えるため、不純物除去法の汚染について評価する必要がある。本研究では、Dead Carbonである試料を用いて、3種類の不純物除去法について汚染の程度を比較した。精製後のCO$$_{2}$$は、それぞれグラファイト化を行い、AMSを用いてpMC値(percent Modern Carbon:試料中の現代炭素の割合)を測定した。pMC値は銀シート$$>$$銀線、サルフィックス(15粒)だった。3つの不純物除法のうち最もpMC値が低いサルフィックスについて、使用量を3粒, 45粒に変化させて同様に比較した。結果、3粒(pMC値=0.19$$pm$$0.05%)よりも15粒の方がpMC値も高くなる傾向がみられ、試薬自体が現代炭素による汚染源になっている可能性が示唆された。

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