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岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
Applied Physics A, 131, p.165_1 - 165_8, 2025/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)液体試料を対象とした分析法の中で、時間分解レーザー誘起発光分光法は分析計への試料導入の必要なく、水溶液中のGdイオン濃度をリアルタイムに測定することが可能である。本研究では、水中Gd濃度のリアルタイム計測法を開発した。検出限界は超純水に硫酸Gdを溶解した条件で約60ppbと得られた。この値はレーザー誘起ブレークダウン分光法を用いた文献値より2桁優れており、分析計への試料導入が必要となる誘導結合プラズマ発光分析法を用いた文献値と同程度である。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(12), p.123H01_1 - 123H01_12, 2022/12
被引用回数：2 パーセンタイル：22.71(Physics, Multidisciplinary)本研究では、レーザー誘起発光分光をベースとした実験装置を構築し、水中Gd
イオンの発光特性を調査した。励起波長を245-255nmの範囲で変えたところ、波長246.2nm及び252.3nmで共鳴ピークを観測し、発光寿命は3ms程度であった。Gd濃度と発光量に良い直線性が得られ、構築した実験装置がGd濃度の遠隔モニターにも有用であると考えられる。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 797, p.64 - 69, 2015/10
被引用回数：4 パーセンタイル：28.63(Instruments & Instrumentation)レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、クリプトン及びキセノン共鳴イオン化用レーザーの安定性及び操作性向上が必要不可欠である。レーザーシステムの安定化に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれるクリプトン不純物濃度の評価に関する研究を行っている。論文では、共振器を組まない光パラメトリック発生(OPG)光学系を開発し、クリプトン共鳴イオン化に用いる波長212.6nmのレーザー波長安定性が従来の光パラメトリック発振器(OPO)と比較して1桁程度向上した結果を報告した。開発したレーザーにより、純アルゴンガスに不純物として含まれる濃度0.4ppt程度のクリプトン検出に成功した。主成分がキセノンの場合はクリプトン感度が半分程度に低下するが、キセノンに濃度ppt程度以下含まれる極微量なクリプトンの検出が可能な見通しを得た。
板橋 秀治; 関谷 美智*; 佐高 裕之; 島田 智浩*; 加藤 欣也*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構は、北海道幌延町において深地層研究施設の建設を進めている。本発表は、研究施設建設時に発生する掘削土(ズリ)の分析手法についての考察を行ったものである。施工に伴い発生する掘削土(ズリ)には、自然由来であるものの、第二種特定有害物質であるカドミウム・ひ素・セレン・フッ素・ホウ素が含まれていることから、土壌汚染対策法の「遮水工封じ込め型」に準じた構造である掘削土(ズリ)置場に搬出している。搬出の際には、建設現場内に設置した分析室にて溶出試験を実施し(以下「現地分析」とする)、第二溶出量基準以下であることを確認している。本稿では現地分析の迅速化、及びその場合の精度について検討し、その妥当性の検証を行った。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
キセノンを用いた暗黒物質探索実験では、バックグラウンドをいかに低く抑えられるかが重要である。特に、ラドン(
Rn)は光電子増倍管等の検出器に含まれるウラン系列の放射性不純物から定常的に放出されるため、キセノンを循環させながら連続的に除去する必要がある。活性炭等によるラドン吸着は可能であるが、キセノン自体も吸着されるという問題点がある。そこで、パルスレーザーを用いてラドンのみを選択的に共鳴イオン化し、静電場により除去する手法を検討している。レーザー共鳴イオン化は、元素に固有のエネルギー準位間に相当する波長のレーザーを照射することで当該元素のみをイオン化し、他元素には感度を持たない特徴を有する。ラドンに適用する場合、効率を考えて基底状態からの共鳴励起に波長178.6nmもしくは145.2nm等の真空紫外(VUV)光が必要となる。発表では、クリプトン(Kr)ガスセルを用いた共鳴四波混合によるVUV光の生成、及び波長178.6nmについては固体の非線形結晶を用いた波長変換の可能性について説明する。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化するうえで、クリプトン及びキセノンの共鳴イオン化効率向上が要求されている。従来の波長200-300nm紫外光による2光子共鳴励起に代えて、新たに波長100-200nm真空紫外(VUV)光による1光子共鳴励起の適用性を検討している。まずは、同族の希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長くVUV光生成の光学系が容易であるラドンに着目し、クリプトン・キセノン混合ガスセルを用いた共鳴四波混合により波長145.2nm VUV光を生成した。発表では、共鳴四波混合の原理に加えて、クリプトン・キセノン混合比を調整することで位相整合による波長変換効率の向上について詳細を述べる。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)クリプトン及びキセノン共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化の2点が必要不可欠である。前者について、真空紫外(VUV)光の1光子励起による共鳴イオン化を検討している。VUV光を用いた希ガス分析に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれる不純物ラドンの安定的な除去に関する研究を行っている。ラドンは希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長くVUV光生成が容易であることから、まずはラドン共鳴イオン化を実証し、クリプトン及びキセノンに適用する計画を立てている。ラドン共鳴イオン化用の真空紫外(VUV)レーザー開発において、Kr/Xe混合ガスセルを用いた共鳴四波混合を利用し、波長145.2nmのVUV出力約7
J/pulseを得た。また、空気中のラドンを冷却活性炭で回収した試料に対して、飛行時間型質量分析計によるラドン共鳴イオン化事象の観測を行っており、発表ではこれまでの進捗状況を報告する。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン及びキセノン共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化・操作性向上の2点が必要不可欠である。VUV光を用いた希ガス分析に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれる不純物ラドンの安定的な除去に関する研究を行っている。ラドンは希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長くVUV光生成が容易であることから、まずはラドン共鳴イオン化を実証し、クリプトン及びキセノンに適用する計画を立てている。発表では、共鳴イオン化した希ガス不純物を電場で安定的に除去する手法について開発状況を報告する。主成分ガスの循環ラインの一部にレーザー照射及び電場印加領域を設けて、不純物イオンを垂直方向にドリフトし冷却活性炭又は冷却ガラス管に吸着する。アルゴンガス中のクリプトン又はキセノンで電場除去の原理を検証した後、キセノンガス中のラドンに適用する。
関谷 洋之*; 岩田 圭弘; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン及びキセノン共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化・操作性向上の2点が必要不可欠である。VUV光を用いた希ガス分析に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でニュートリノ検出器に用いるキセノンガスに含まれる不純物ラドンを安定的に除去する手法の開発を行っている。ラドンは希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長くVUV光生成が容易であることから、ラドン共鳴イオン化を実証した後、クリプトン及びキセノンに適用する計画を立てている。発表では、ラドン共鳴イオン化用VUVレーザーの開発、及び微量クリプトン含有アルゴンガスを用いた電場除去システムの構築について現状を報告する。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン(Kr)及びキセノン(Xe)共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化
操作性向上の2点が必要不可欠である。(1), (2)に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でXeガスに不純物として含まれるラドン(Rn)の除去、及び濃度pptレベルKr分析に関する研究を行っている。Rn除去では、希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長いRnについて共鳴イオン化用VUVレーザーを開発し、VUV光生成技術をKr及びXeに適用する計画を立てている。Kr定量分析では、分析精度向上に直結するレーザー波長出力安定化を目的とした光学系開発を行っており、上記(2)につながるものである。発表では、Rn除去について高効率な共鳴イオン化に必要となる真空紫外レーザーの開発、及び空気中に含まれるRnを用いた共鳴イオン化実験の現状を説明する。また、Xeガス中のKr定量分析について濃度pptレベルの検出が可能であることを実証し、従来の大気圧イオン化質量分析と比較したメリットを述べる。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン(Kr)及びキセノン(Xe)共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化・操作性向上の2点が必要不可欠である。(1), (2)に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でXeガスに不純物として含まれるラドン(Rn)の除去、及び濃度pptレベルKr分析に関する研究を行っている。Rn除去では、共鳴イオン化用の波長145.2nm 
VUVレーザーを開発し、VUV光生成技術をKr, Xe共鳴イオン化に適用する計画を立てている。Kr定量分析では、分析精度向上に直結するレーザー波長・出力安定化を目的として共振器を組まない光学系開発を行っており、上記(2)につながるものである。発表では、Rn除去について空気中に含まれるRnを用いた共鳴イオン化観測の現状を説明する。また、Kr定量分析では主成分Xe中に濃度pptレベル含まれるKrが検出可能であることを実証し、従来の大気圧イオン化質量分析と比較したメリットを述べる。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
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レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、クリプトン及びキセノン共鳴イオン化用レーザーの安定性及び操作性向上が必要不可欠である。レーザーシステムの安定化に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でキセノンガスに含まれる(1)クリプトン及び(2)ラドン不純物測定に関する研究を行っている。発表では、(1)クリプトン測定について純アルゴンガスに濃度0.4ppt程度含まれる不純物クリプトン検出、及びキセノン中クリプトン分析に対する適用性の詳細を説明し、(2)ラドン測定について共鳴四波混合を用いた波長145.2nm真空紫外光生成、及び空気中ラドン測定の進捗状況を説明する。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン(Kr)及びキセノン(Xe)共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化操作性向上の2点が必要不可欠である。(1), (2)に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でXeガスに不純物として含まれるラドン(Rn)の除去、及び濃度pptレベルKrの定量分析に関する研究を行っている。Rn除去では、希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長いRnについて共鳴イオン化用VUVレーザーを開発し、VUV光生成技術をKr及びXeに適用する計画を立てている。Kr定量分析では、分析精度向上に直結するレーザー波長出力安定化を目的とした光学系開発を行っており、上記(2)につながるものである。発表では、Rn除去について共鳴イオン化及び電場引き出しで構成される除去システムの概要、及び波長145.2nm真空紫外レーザーを用いた空気中ラドン共鳴イオン化実験の進捗状況を説明する。また、Kr定量分析についてXMASS検出器の試料ガスに対するKr濃度の測定結果を報告する。
イオン発光寿命の測定岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
ランタノイド元素の一つであるガドリニウム(Gd)について、レーザー誘起蛍光(LIF)を用いた硫酸Gd水溶液中のGdイオン発光寿命測定に関する研究を行っている。本研究では、励起光源に波長266nmのナノ秒パルスレーザーを使用し、波長312nmの発光を分光器で波長分離して光電子増倍管で検出した。発光寿命は2ms程度と測定され、他のランタノイドイオンと比較して寿命が長いことがわかった。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 家城 佳*; 伊藤 主税
no journal, ,
水チェレンコフ検出器への影響評価を目的として、水中のガドリニウムイオン(Gd)発光特性に関する研究を行っている。発光寿命は5ms程度であり、波長252.3nmのパルスレーザーを用いた発光測定により、濃度0.01-0.1%の範囲でGdイオン濃度の遠隔モニターを行えることがわかった。
イオン発光の影響評価岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 家城 佳*; 伊藤 主税
no journal, ,
水チェレンコフ検出器への影響を評価するため、水中のガドリニウムイオン(Gd)発光特性に関する研究を行っている。波長245-255nmの範囲でGdの励起スペクトルを測定し、イオン発光量がGd濃度に比例していることを確認した。
イオン発光特性の評価岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 家城 佳*; 伊藤 主税
no journal, ,
水チェレンコフ検出器への影響を評価するため、水中のガドリニウムイオン(Gd)発光特性に関する研究を行っている。硫酸イオンによるクエンチングの影響は無視できると考えられる。波長245-255nmの範囲でGdの励起スペクトルを測定し、Gd発光量がGd濃度に比例していることを確認した。
イオン発光分光と可搬型濃度モニターへの応用岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
水チェレンコフ検出器への影響を評価するため、水中のガドリニウムイオン(Gd)発光分光に関する研究を行っている。硝酸イオンによる強いクエンチングが観測された一方で、硫酸イオンによるクエンチングの影響は無視できると考えられる。波長245-255nmの範囲でGdの励起スペクトルを測定し、共鳴波長で発光量が2桁増加した。このGdイオン発光を利用した可搬型Gd濃度モニターの開発を進めている。
ions in aqueous solution and its application to portable monitoring system岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
水チェレンコフ検出器への影響を評価するため、レーザー誘起発光分光を用いて水溶液中ガドリニウムイオン(Gd)の発光特性を調べている。強いクエンチングを示す硝酸イオンとは異なり、硫酸イオンによるクエンチングの影響は無視できると考えられる。このイオン発光を利用した可搬型モニターの開発を進めており、特徴としてサンプリングによるコンタミの影響なくリアルタイムにGd濃度及び発光寿命を測定できることが挙げられる。
岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税
no journal, ,
レーザー誘起発光分光を用いて、水溶液中ガドリニウムイオンの発光特性(陰イオンによるクエンチング、励起スペクトル)を調べている。ガドリニウムイオン発光による水チェレンコフ検出器への影響を数値計算で評価した。また、試料採取が不要で、ガドリニウムイオンの濃度及び発光寿命をリアルタイムに計測可能な可搬型モニターの開発を進めている。
