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佃 諭志*; 高橋 亮太*; 関 修平*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 吉川 正人; 田中 俊一郎*
Radiation Physics and Chemistry, 118, p.16 - 20, 2016/01
被引用回数：1 パーセンタイル：11.24(Chemistry, Physical)ヘキサクロロ白金(IV)酸を添加したポリビニルピロリドン(PVP)薄膜に高エネルギーイオンビームを照射することによってPVP-Ptナノ粒子ハイブリッドナノワイヤを作製した。一個のイオンを照射するとその飛跡に沿って、PVPの架橋反応とPt 
の還元反応によるPt粒子の析出が同時に起こるため、現像処理後、基板にPtナノ粒子を包含するPVPナノワイヤを得ることができた。ヘキサクロロ白金(IV)酸の添加量を増加するとナノワイヤの直径が減少し、ナノワイヤの単離が困難となることが明らかになったが、イオン照射後、電子線を照射することによってナノワイヤの直径の制御およびナノワイヤの単離が可能であることを見出した。
I in the contaminated water and tree samples at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station島田 亜佐子; 小澤 麻由美; 亀尾 裕; 安松 拓洋*; 根橋 宏治*; 新山 拓也; 関 周平; 梶尾 政利; 高橋 邦明
Nuclear Back-end and Transmutation Technology for Waste Disposal, p.311 - 317, 2015/00
汚染水中のI分析におけるIの化学形態と希釈剤の影響を調べるために、3M NaOH溶液とHCl溶液(pH=2)にI 
と
IO
を添加し、還元剤(NaHSO )の有無によるIのAnionSRへの吸着ついて調べた。その結果、3M NaOH溶液では還元剤の有無にかかわらずIは抽出されずIは抽出されたことから、3M NaOH溶液中ではIは抽出され、IOは抽出されないこと、還元剤が働かないことが示された。他方、HCl溶液では、IとIが同じ挙動を示し、還元剤なしでは抽出されず、還元剤ありでは抽出されたことから、このHCl溶液中でIは主にIOとして存在し、還元剤によりIに還元されたと考えられる。以上によりIとIOを分析するためにはHCl溶液条件が必要であることが分かった。次に、伐採木の分析のために燃焼試験を行った。その結果、100
Cから300Cの領域において、段階的にゆっくり昇温することで異常燃焼を避けられること、有機物は酸化剤により分解可能であること、IもIOも約90%がアルカリトラップに回収可能なことを明らかにした。
田中 康介; 三輪 周平; 佐藤 勇; 廣沢 孝志; 関根 伸一; 関 崇行*; 所 大志郎*; 大林 弘; 小山 真一
JAEA-Research 2013-022, 62 Pages, 2014/01
JAEA-Research-2013-022.pdf:33.64MB
原子力安全研究及び東京電力福島第一原子力発電所1
4号機の廃炉措置に向けた研究開発におけるニーズを踏まえ、シビアアクシデント進展解析コードの高度化を目的として、化学形及び燃料と被覆管、制御棒等との高温化学反応に着目した破損燃料からの核分裂生成物及びアクチニドの放出挙動評価のための研究が開始された。本研究の一環として、核分裂生成物の放出挙動に及ぼす燃料と被覆管との高温化学反応の影響を評価するための加熱試験手法を確立するとともに、核分裂生成物放出に関するデータの取得を目的として、溶融被覆管と照射済MOX燃料が反応する体系での核分裂生成物の放出試験を実施した。ジルコニアるつぼを用いて、溶融ジルカロイと照射済MOX燃料を最高温度2100Cまで加熱して反応させる試験を実施し、核分裂生成物であるCsの放出速度を評価した。また、放出挙動評価に資する基礎データ取得の一環として、加熱後試料の組織観察や元素分布測定等を行った。試験結果を先行研究の結果と比較・検討した結果、本試験手法を用いることにより、溶融被覆管と照射済燃料が反応する体系における核分裂生成物の放出試験が実施できることを確認した。また、FP放出の基礎データに加え、溶融被覆管と照射済燃料との反応挙動及び反応時におけるUとPu及びFPの随伴性に関する基礎データを得た。
麻野 敦資*; 高野 勝昌*; 千葉 敦也; 齋藤 勇一; 丸井 裕美*; 大道 正明*; 前吉 雄太*; 本庄 義人*; 佐伯 昭紀*; 山田 圭介; et al.
JAEA-Review 2012-046, JAEA Takasaki Annual Report 2011, P. 163, 2013/01
In this study, a visualization of the tracks of fragments from a dissociated cluster ion in a target was tried using polystyrene derivatives with higher sensitivity for the ion beam irradiation. The results were compared with the case of ion beam consisting of single ion, considering the feature of cluster beam irradiation. The ion species were selected to be 
C
and 
Ti. As a result, the density of the structures at the Ti beam irradiation was almost the same to the ion fluence. However, the density at the C irradiation was much less than the ion fluence. It is supposed that many cluster particles are fragmentized during penetration in the polymer film. The radial dose distribution inside a particle tracks is decreased, and then the cross-linking reaction is induced insufficiently. In order to visualize the tracks of the fragmentation, optimization of the development or selection of materials with higher sensitivity should be needed.
前吉 雄太*; 佐伯 昭紀*; 諏訪 翔太郎*; 大道 正明*; 丸井 裕美*; 麻野 敦資*; 佃 諭志*; 杉本 雅樹; 岸村 顕広*; 片岡 一則*; et al.
Scientific Reports (Internet), 2, p.600_1 - 600_6, 2012/08
被引用回数：45 パーセンタイル：73.58(Multidisciplinary Sciences)高分子薄膜に入射するイオンの飛跡に沿って生じる高濃度活性種により直径ナノオーダーの架橋体を形成し、これを溶媒抽出する方法を用いて、フラーレン(C
)やその誘導体である[6,6]phenyl C
butyric acid methyl ester (PCBM)のナノワイヤーの作製を試みた。C及びPCBMを0.14
mの厚さに成膜し、Xe
450MeVあるいは
Os
490MeVイオンを照射した結果、半径811nmのナノワイヤーの作製に成功した。また、有機半導体の原料であるポリチオフェンに、長さ120mのPCBMナノワイヤーを数密度1
10
cm
で混合して試作した有機薄膜太陽電池は、ナノワイヤーを混合しない場合に比べて約7%変換効率が増大することを見いだした。これは、ポリチオフェン中に、PCBM分子が個々に分散しているよりも、ナノワイヤーとして混合する方が電子の移動度が大きくなるためと考えられる。微細加工が困難なフラーレン誘導体から、イオンビームを用いた技術によりナノワイヤーが作製可能で有り、これを有機薄膜太陽電池へ応用することで、変換効率が向上できることを実証できた。
高野 勝昌*; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 石井 保行; 大久保 猛; 江夏 昌志; 加田 渉; 杉本 雅樹; 関 修平*; 西川 宏之*
JAEA-Review 2011-043, JAEA Takasaki Annual Report 2010, P. 162, 2012/01
A unique micro-processing technique for epoxy resin films has been developed at the TIARA, utilizing the ion beam writing with multiple energies of light and heavy ion beams. In this study, nano-wire structure fabrication was tried by a superimposing with the proton beams and 520 MeV 
Ar
. And in order to reduce the surface tension in developing and drying processes, after a baking at 95 C for 1 minute, developing and drying was performed with super-critical CO
at 12 MPa, 40 C. As the result, the bridge structure which strung the wires fabricated by 520 MeV Ar hitting can be observed at the aimed points.
榊 泰直; 西内 満美子; 堀 利彦; Bolton, P.; 余語 覚文; 小倉 浩一; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 織茂 聡; 近藤 公伯; et al.
Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.312 - 315, 2010/08
原子力機構・関西光科学研究所(関西研)では、文部科学省の「先端融合領域イノベーション創出拠点の形成プロジェクト」に採択され、平成19年度より「レーザー駆動型粒子線治療装置」の実用化を目指している。このプロジェクトは、高強度・短パルスのレーザーによる、従来のRF加速よりも高い100GeV/mという電界勾配を利用した加速手法にて、既存のシンクロトロン型粒子線治療装置を小型化するというものである。そこでレーザー駆動型粒子線に対して、これまで単体性能試験が行われた位相回転空洞,PMQ及び偏向電磁石を組合せたプロトタイプビーム輸送系を開発し、PARMILAを用いて空間電荷効果評価を行い装置の標準設計手法の確立を目指した。
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 13(7), p.071304_1 - 071304_7, 2010/07
被引用回数：25 パーセンタイル：79.95(Physics, Nuclear)1.9MeVレーザー駆動陽子線のビームライン中に伝送した。ビームラインは、PMQ, RF cavity,monochrometerからなり、伝送の様子をPARMILAのシミュレーションによって再現した。このような試みは世界初のことである。ビームラインの最終端において、6nsのバンチ幅を道、5%のエネルギースプレッドを持つビームが10%の効率で検出された。この様子はPARMILAにより再現でき、PARMILAコードがレーザー駆動陽子線のビームラインの構築に使用できることを証明した。
西内 満美子; 榊 泰直; 堀 利彦; Bolton, P.; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; 森 道昭; 織茂 聡; Pirozhkov, A. S.; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.88 - 90, 2010/05
レーザー駆動陽子線の研究の発展により、加速器の小型化が期待されるようになってきている。ここでは、日本原子力研究開発機構、関西光科学研究所内のPMRCセンターにおけるレーザー駆動陽子線加速器開発の現状について述べる。われわれは、医療用のレーザー駆動陽子線加速器開発の一環として、レーザー駆動陽子線のトランスポートラインを構築し、伝送実験を行った。
西内 満美子; 大東 出; 池上 将弘; 大道 博行; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; et al.
Applied Physics Letters, 94(6), p.061107_1 - 061107_3, 2009/02
被引用回数：57 パーセンタイル：86.92(Physics, Applied)2.4MeVのレーザー駆動陽子線を永久四重極磁石で1Hzで収束させた。磁場勾配は、55T/m, 60T/mであった。陽子線は、ターゲットから650mmにおける2.7mm8mmの大きさ(半値全幅)の領域に収束された。この結果は、モンテカルロシミュレーションとよく一致した。
関 修平*; 佃 諭志*; 田川 精一*; 杉本 雅樹; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 酒井 卓郎
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 145, 2007/02
種々の分子量のポリスチレン(PS)薄膜にイオンビームを照射したときに得られたナノワイヤーの長さや太さを原子間力顕微鏡で観測し、その結果をイオントラックのエネルギー付与モデルと高分子ゲル化理論から考察した。得られたナノワイヤーの直径は、イオンビームのLET、及びPS薄膜の分子量に比例して増大した。また、その形状は、PS薄膜の分子量が大きい場合にはロッド状に、小さい場合には縮れたワーム状となることが明らかになった。薄膜の分子量の違いを積極的に利用することで、個々のイオンビームから、異なった形態を有するナノ構造物を形成できる可能性のあることがわかった。
吉田 陽一*; Yang, J.*; 近藤 孝文*; 関 修平*; 古澤 孝弘*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹
JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.183 - 185, 2006/01
シングルフォトンカウンティングシステムを用いて重イオンパルスラジオリシス技術を開発した。このシステムでは、溶液試料入射前に置かれた薄膜シンチレータにイオンを照射した時にシンチレータから発した光を溶液試料中に生成する初期活性種の検出光源として用いた。このシステムを用いて水中における水和電子の時間過渡吸収の測定が達成でき、これにより本技術の有用性が示された。
三輪 周平; 逢坂 正彦; 吉持 宏; 田中 健哉; 関 崇行*; 関根 伸一*
JNC TN9400 2005-023, 43 Pages, 2005/04
JNC-TN9400-2005-023.pdf:3.56MB
高酸素ポテンシャルを有するAm含有MOX燃料の焼結に及ぼす酸素ポテンシャルの影響について実験的評価を実施した。粉末冶金法により成形体を作製し、焼結時の酸素ポテンシャルをパラメータとして焼結試験を実施し、(U
Pu
Am
)Oについて密度測定、金相観察及びEPMAによる元素分布測定を実施した。 焼結時の降温時1700 
、800 及び150 において加湿の停止により酸素ポテンシャルを低下させた焼結体においては、800 にて酸素ポテンシャルを低下させた焼結体において高密度且つ良好な組織の焼結体が得られた。1700 及び150 にて酸素ポテンシャルを低下させた焼結体においてはクラックが生じた。 酸素ポテンシャルをそれぞれ-520 kJ/mol、-390 kJ/mol及び -340 kJ/molで焼結した焼結体においては、かさ密度は-520 kJ/mol -390 kJ/molの範囲で酸素ポテンシャルの増加に伴って増加する傾向であるが、-390 kJ/mol近傍のある酸素ポテンシャル以上の雰囲気で焼結した焼結体においては密度が低下した。組織観察及び画像解析の結果、密度の低下は酸素ポテンシャルの違いによる気孔構造に起因することが明らかとなった。これは高酸素ポテンシャルを有する(U,Gd)Oと類似した挙動であり、この機構を参考にU、Pu及びAmの酸素ポテンシャルによる原子拡散の変化の観点から、それら各元素の挙動変化が気孔構造変化に及ぼす影響について考察を行い、(UPuAm)Oの焼結挙動について解釈を行った。尚、酸素ポテンシャルの違いによる結晶粒径及びU、Pu及びAmの均質性の違いは見られなかった。 1500 、1600 及び1700 で焼結したAm含有MOX焼結体においては高密度で良好な組織の焼結体が得られ、焼結温度を低く抑えられる可能性が示された。
の相状態逢坂 正彦; 三輪 周平; 門藤 健司; 小崎 葉子; 石 洋平; 吉持 宏; 関 崇行*; 関根 伸一*; 石田 貴志*; 田中 健哉
JNC TN9400 2005-002, 40 Pages, 2005/03
JNC-TN9400-2005-002.pdf:2.43MB
最大5%のAmを含有する(U,Pu,Am)Oの相状態を、X線回折、金相観察及びDTAにより実験的に評価した。格子定数は、Am濃度またはO/M比とともに増加する傾向を示したが、その度合いは(U、Pu)Oと異なっていた。金相写真による組織観察結果から、O/M=1.98付近で大幅な組織変化が観察された。同じくO/M=1.98以上において、(U,Pu)Oには無い多くのDTAピークが観察された。これらの結果について、AmをIII価とし、等価量のUがⅤ価に酸化されるという仮定を立て、解釈を試みた。その結果、格子定数のAm濃度依存性は、各元素のイオン半径を用いたモデルにより良好に再現することができた。またO/M=1.98付近の組織変化は、各元素の原子価状態に依存することが示唆された。以上から、(U,Pu,Am)O中のAmはIII価で存在するであろうことが示された。
佃 諭志*; 関 修平*; 田川 精一*; 杉本 雅樹; 出崎 亮; 田中 茂; 大島 明博*
Journal of Physical Chemistry B, 108(11), p.3407 - 3409, 2004/03
被引用回数：51 パーセンタイル：71.91(Chemistry, Physical)高エネルギーイオンビームによるケイ素系高分子薄膜へのナノワイヤー合成について議論した。種々のイオン種及びエネルギーにより、イオントラックに与えるエネルギー付与密度を変化させると、ケイ素系高分子中に生成するナノワイヤーの直径が変化することが確認できた。また、分子量の異なるポリメチルフェニルシラン,ポリカルボシラン,ポリビニルシランに照射した場合、放射線に対する架橋のしやすさに対応して、ナノワイヤーの直径が大きくなることが明らかになった。これらの結果から、イオンビームのエネルギー及びターゲットとなるケイ素高分子の構造により、ナノワイヤーの直径が制御可能であることが明らかになった。
吉田 陽一*; Yang, J.*; 関 修平*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹
JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.145 - 146, 2003/11
AVFサイクロトロンからのCイオンを、試料液面上に設置したシンチレータを通過させ、水溶液試料に照射した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を、分析光として用い、試料容器底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して、光測定系に導いて生成物の吸光特性を調べた。吸光度は、溶質の存在する場合と、無い場合の光強度の差を用いて算出した。Cイオン照射により生成したOHラジカルとの反応により生成した(SCN)の過渡吸収時間プロファイルを480nmで測定した。この結果得られた吸光度は20nsで立ち上がることがわかった。これは、システムの時間分解能に等しい。また、吸光度の減衰は、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程が観測された。この速い減衰過程は高密度励起に起因するものと考えられる。
関 修平*; 前田 兼作*; 国見 仁久*; 田川 精一*; 吉田 陽一*; 工藤 久明; 杉本 雅樹; 森田 洋右; 瀬口 忠男; 岩井 岳夫*; et al.
Journal of Physical Chemistry B, 103(15), p.3043 - 3048, 1999/00
被引用回数：47 パーセンタイル：78.23(Chemistry, Physical)シリコン系高分子の1つであるポリジノルマルヘキシルシラン(PDHS)の固相薄膜に対して、LETの異なる高エネルギーイオンビーム、電子線、コバルト60
線を照射した。LETは0.2~1620eV/nmの範囲で変化させた。照射によって、PDHSには不均一な架橋及び主鎖切断反応が誘起される。分子量分布の変化及びチャールズビーピナー関係式より架橋の確率を算出したところ、LETの増大とともに0.042から0.91へと増大した。
Am
)O相状態の実験的評価三輪 周平; 逢坂 正彦; 門藤 健司; 石 洋平; 吉持 宏; 田中 健哉; 関 崇行*; 関根 伸一*; 黒崎 健*; 宇埜 正美*; et al.
no journal, ,
低除染燃料の相状態評価に資する基礎的データの取得として、(PuAm)Oを調製し、O/M比を1.902.00の範囲で調整した(PuAm)Oについて、XRD,金相観察及びDTAを用いた熱分析により相状態の実験的評価を行った。
杉本 雅樹; 吉川 正人; 佃 諭志*; 関 修平*; 田川 精一*
no journal, ,
MeVオーダーの重イオンビーム照射により、前駆体高分子材料からセラミックナノワイヤーを合成する新規合成法を開発した。SiCセラミックスの前駆体高分子であるポリカルボシランの薄膜にイオンビームを照射すると、その飛跡に沿ってナノオーダーの架橋体が形成される。未架橋部を溶媒で除去し焼成することで、架橋部をセラミックナノワイヤーに転換できる。ナノワイヤーの直径は、イオンビームの線エネルギー付与及び高分子の分子量と架橋効率で、長さはケイ素高分子薄膜の厚さにより制御可能である。
岩瀬 彰宏*; 図子 善大*; 中谷 友也*; 藤田 直樹*; 堀 史説*; 大嶋 隆一郎*; 関 修平*; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 阿達 正浩; et al.
no journal, ,
高エネルギークラスターイオンを物質に照射すると、単原子イオンを同じ個数だけ照射した場合と異なるさまざまな照射効果が観測される。この照射効果としてSi結晶の非晶質化及びFeRh合金の磁性構造の変化に着目し、Auクラスターイオンの照射量をパラメータにそれらを観測した。その結果、Siの非晶質化では照射量が110
Au/cm
のときは、Au
照射のみ結晶の一部が非晶質化した。照射量が210/cmと少し多くなるとAu
照射の場合でも非晶質化が起こった。照射量をさらに多くして610Au/cmとするとクラスターサイズによらず、すべての照射で非晶質化が見られ、非晶質化が観測可能になる照射量が、AuとAuでは少なくとも6倍異なる非線形性を確認した。FeRh合金の磁性構造の変化については、Au, Au照射とも、平均数100ナノメートル程度のスケールで磁性の強弱が現れる特異な磁気構造が見いだされたが、Auクラスターイオン照射のときの磁性の強弱がより明瞭であり、クラスターイオン照射効果が磁気構造にも現れたことを示唆する結果が得られた。
