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伊藤 健一*; 宮原 英隆*; 氏家 亨*; 武島 俊達*; 横山 信吾*; 中田 弘太郎*; 永野 哲志; 佐藤 努*; 八田 珠郎*; 山田 裕久*
日本原子力学会和文論文誌, 11(4), p.255 - 271, 2012/04
放射性セシウムで汚染された土壌の減容化を検討するために、福島県飯舘村の農地土壌やグラウンド土壌に対し土壌分級洗浄実験を行った。その結果、水田,畑の土壌については分級洗浄により放射性セシウムの7, 8割を0.075mm以下の濁水として回収できること、また、グラウンドの砂質土壌については粗粒画分にも有意な量が分布しているが、分級洗浄の前に分散,振動,研磨などの処理を行うことにより、放射性セシウムをより細かい画分より回収できることを明らかにした。
pulse generation in an X-ray tube with a plasma cathode induced by a femtosecond laser pulse山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
Radiation Physics and Chemistry, 78(6), p.375 - 379, 2009/06
被引用回数：1 パーセンタイル：10.22(Chemistry, Physical)時間分解X線分光システムに用いるパルスX線源の開発を行った。このX線源では、超短パルスレーザーで発生させたプラズマ電子を静電圧で加速し、これをCu電極に衝突させてX線を得る。本論文は、この種のパルスX線源について、X線フォトン数,スペクトル特性,パルス時間特性,プラズマ電子のダイナミクスを詳しく調べた初めてのものである。プラズマの発生は数10マイクロジュールのフェムト秒紫外パルスをCu電極に集光照射して行った。加速電圧は50kVとし、その結果得られたX線パルスは10
photons/4pisr/pulseであった。X線はほぼCuK線であり、パルス幅は約100nsであった。時間分解プラズマ発光スペクトル分析の結果、発生させたレーザープラズマでは、印加電圧によりプラズマの静電遮蔽効果が徐々に弱まるとともにプラズマ粒子が衝突励起されており、これがX発生と同じく100nsの時間スケールで起きていることが明らかとなった。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
表面科学, 29(7), p.413 - 417, 2008/07
時間分解蛍光X線分光のために、フェムト秒レーザー駆動X線源及びX線集光システムの開発を行った。開発したX線源は10
-W/cm
のレーザーパルスに誘起されたプラズマ陰極が電子源のX線管で、10
photons/4
sr/pulseのCu K
線を供給する。そのX線パルスの時間幅は約200nsと測定された。プラズマ陰極の発光分光分析をもとに、このX線パルス時間特性は、X線管の印加電圧に対して静電遮蔽下にあるプラズマ粒子のダイナミクスにより説明された。X線集光システムに関しては、ポリキャピラリレンズによる集光スポットサイズを測定し、レンズによる蛍光X線の増強効果を実証した。
杉田 明宏; 横山 啓一; 山田 秀尚; 井上 典洋*; 青山 誠; 山川 考一
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 46(1), p.226 - 228, 2007/01
被引用回数：7 パーセンタイル：30.11(Physics, Applied)非同軸差周波混合(DFM)による広帯域中赤外光(MIR)レーザーパルスの発生について報告した。AgGaS
結晶による非同軸位相整合を用いてチタンサファイアレーザーからの2つの波長の異なるフェムト秒レーザーパルスを混合させた。この結果、発生させたMIRパルスの相対帯域は中心波長の23%であることを観測し、これまでのほかの報告に比べ最も広い帯域であった。また、この方法においてタイプ2結晶を用いるより、タイプ1結晶を用いた方が位相整合条件範囲が広いことを見いだした。
) and Cs(7
) by femtosecond laser pulses山田 秀尚; 横山 啓一; 寺西 慶哲*; 杉田 明宏; 白井 稔三*; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹*; 山川 考一; et al.
Physical Review A, 72(6), p.063404_1 - 063404_5, 2005/12
被引用回数：6 パーセンタイル：31.21(Optics)量子制御による近接準位の超高速で精確な選択の実証を報告している。波形整形器で位相ロックされたフェムト秒パルス対を作り、これによってセシウム原子を基底状態からCs(7)及びCs(7)状態へ二光子吸収によって励起させているそれぞれのスピン-軌道状態からの蛍光検出によって、励起状態のポピュレーションを測定している。パルス対の位相差を制御することによって、精確な超高速選択が達成されている。パルスペアの遅延時間400フェムト秒以内の条件において、選択比の最小に対する最大の比は1000を超えている。
横山 啓一; 寺西 慶哲; 戸谷 由起雄; 白井 稔三; 福田 祐仁; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹; 山川 考一; et al.
Journal of Chemical Physics, 120(20), p.9446 - 9449, 2004/05
被引用回数：6 パーセンタイル：18.77(Chemistry, Physical)レーザーパルスの波形整形により近接準位への高速選択励起の制御を試みた。レーザーのスペクトル帯域幅よりも狭いエネルギー差を持つセシウム原子の7D5/2及び7D3/2状態に対して、閉ループ型の学習アルゴリズムを用いた波形整形により高選択性を示すパルス波形を見いだした。解析の結果、選択性は量子干渉効果により生じていることが明らかとなり、その有効性を証明できた。単純なパルス対による位相制御に比べて約30%選択比のコントラストが向上した。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
no journal, ,
原子の空間スケールで超高速反応ダイナミクスを捉える時間分解X線分光システムのための、フェムト秒パルスレーザーを用いたパルス硬X線源についての研究報告である。フェムト秒パルスレーザー駆動X線管による硬X線源としては、これまでにドイツのEgbertらのグループにより、近赤外光フェムト秒パルスをX線管金属カソードに集光照射し、多光子吸収過程あるいはプラズマ発生過程で生成する電子パルスを利用して硬X線パルスを発生させた研究が報告されている。彼らはX線の時間平均強度を、X線管の平均電流値や電離線量率計によって測定している。われわれは、近赤外光フェムト秒パルスを用いた同様の機構でパルス硬X線発生を行い、X線フォトダイオードを用いてX線のパルス強度測定を実施した。その結果、プラズマ発生が起こるようなレーザー照射強度領域では、レーザー照射強度を増加させるとX線パルス発生の頻度は増加するが発生するX線パルス強度は一定であることがわかった。このことは、EgbertらのX線計測手法ではわかっていなかった点であり、高強度の硬X線パルスが得られるようなレーザープラズマ領域でレーザー駆動X線管を利用するうえでの重要な新知見である。また、今回われわれは、照射レーザーを紫外光フェムト秒パルスとした場合にも、同様に、レーザープラズマ領域で硬X線パルスが得られることを初めて示した。
杉田 明宏; 横山 啓一; 板倉 隆二; 山田 秀尚
no journal, ,
レーザー同位体分離の基礎研究として、カリウム原子の近接準位を、広帯域極短レーザーパルスの波形整形により選択的に励起することを試みた。実験条件を工夫することにより、励起光由来の散乱光と蛍光を完全に区別することができた。それにより選択性を示すコントラストを1000以上に高めることができた。さらに、レーザー強度が増大したときの励起挙動を、蛍光強度の変化により観測した。その結果、選択原理である励起状態波動関数間の破壊的干渉による励起確率の消失が予想通り不完全になることがわかった。さらに、状態分布がある程度予想された強度依存性を示したことから、高強度チャープパルスによる高選択的励起を実証するために必要なレーザー強度が達成されたと結論された。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
no journal, ,
本研究では化学反応における電子移動や構造変化などの動的過程を観測するために、時間分解X線分光システムの構築を行っている。そのためのパルスX線源として開発したフェムト秒レーザー駆動X線管の特徴、及び、これを用いたX線分光システムの開発状況について報告する。本X線源は、おもに銅の特性X線(CuK線)パルスを発生する。X線パルス幅は照射レーザーフルエンスにより数十ナノ秒以上から数十ピコ秒以下に変化する。構築中の分光システムでは、X線を全反射を利用したポリキャピラリレンズによって試料に集光照射し、試料からの蛍光(もしくは透過)X線を、Si結晶により高分解能で分光し、スペクトルをX線CCDでシングルショット計測する。発表では、ポリキャピラリレンズの性能評価,分光システムの分解能評価等の結果について詳しく述べる。
山田 秀尚; 村上 洋; 島田 幸洋
no journal, ,
本研究では化学反応における電子移動や構造変化などの動的過程を観測するために、時間分解蛍光X線スペクトル測定システムの構築を行っている。そのためのパルスX線源として開発した超短パルスレーザー駆動X線管のX線パルス特性を評価し、そのX線発生機構を詳しく調べた。その結果、開発したレーザー駆動X線管では、駆動レーザーフルエンスが低い場合、陰極での電子発生は光電効果に因るのに対し、フルエンスが高ければ陰極で生じるプラズマ電子がX線発生に寄与することがわかった。また、フルエンスを上げることでX線が高輝度化するとともに、パルス時間幅は大きく広がった。さらに、高フルエンスの際に陰極で発生するレーザープラズマの状態を、発光スペクトルを通して観測したところ、プラズマ電子数が電極電圧によって増幅される効果が見られた。また、開発中のX線分光システムにおいては、LiF結晶及びX線CCDを用いてX線源のCuK線を分光し、6eV以下の分解能を得た。
山田 秀尚; 村上 洋
no journal, ,
蛍光X線スペクトルは化学結合状態を反映することが知られており、その時間分解測定は化学反応追跡の手法となり得る。われわれは小規模な実験室において利用可能なレーザー駆動X線管を開発し、これを用いて時間分解蛍光X線分光システムの要素技術開発を行っている。レーザー駆動X線管の開発においては、超短パルスレーザーによってX線管陰極をプラズマ化してプラズマ電子を利用することによってX線量の増加に成功した。また、波長分散型蛍光X線分光においてはスペクトル領域をX線CCDにより同時に検出する方法を採用し、レーザー駆動X線管・回折結晶・X線CCD検出器による蛍光X線分光システムを構築した。金属箔の蛍光スペクトル測定ではFe及びCoにおいてK1, 2の分離に成功している。
赤松 憲; 村上 洋; 山田 秀尚*
no journal, ,
266nmフェムト秒パルスレーザーによるDNA損傷の性質及び、その強度依存性について研究した。DNAの損傷は1本鎖切断(ssb),2本鎖切断(dsb)収率を、閉環型(sc)から、開環型(oc),直鎖型(L)への変化をアガロース電気泳動法によって検出した。強度を100GW/cmオーダーまで変化させてssb、及びdsb収率の強度依存性を調べた結果、ssbはほぼ直線、dsbは強度の2乗に比例して収率が増加することが明らかとなった。別々に生じたssbによて生成するdsbであればssbと同じく強度に比例するので、観察されたdsbはscから直接生成したものと考えられる。本結果は、同時2光子吸収によって真空紫外光(133nm)に相当する励起・電離が生じたことを示唆している。
