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At生成の効率化に向けたカメラ型アルファ線イメージング研究瀬川 麻里子; 西中 一朗*; 前田 亮; 藤 暢輔
no journal, ,
低い線量でも高い治療効果が期待される
放射性同位体Atの利用に高い注目が集まっており、Atを大量かつ安定的に生成する手法の開発が急務となっている。それには放射性同位体の化学分析の一つである薄膜クロマトグラフィ等において、At試料を短時間で定量評価可能な2次元画像化技術が必要とされている。そこで、本研究ではAtから放出される低線量の線を短時間で定量可能な技術の開発を目的とし、線シンチレータ, マクロレンズ, 浜松フォトニクス社製CCDカメラ, 制御用コンピュータで構成される高解像度撮像システムを構築した。本発表では、原子力機構で生成した低放射能のAtを用いてこの撮像システムの線形性及び定量性を評価した結果を示す。
線分析法によるNi基超合金の非破壊元素分析藤 暢輔; Huang, M.; 瀬川 麻里子; 前田 亮; 常山 正幸*; 木村 敦; 中村 詔司
no journal, ,
中性子ビームを用いた非破壊元素分析法として、即発線分析(PGA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)がある。J-PARCの物質・生命科学実験施設のBL04に設置されている中性子核反応測定装置(ANNRI)では、大強度パルス中性子を用いることで、PGAとNRCAを同時に測定することができるほか、更にこの2つの分析手法を組み合わせた分析(TOF-PGA)も同時に行うことができる。TOF-PGAは、線のエネルギーと中性子のエネルギー(共鳴のエネルギー)を同時に用いることができるため、優れた峻別性能をもち、容易に核種を同定することができる。そのため、複雑な組成を持つ試料の分析を行う際に威力を発揮する。Ni基超合金は、高温強度, 耐食性, 耐酸化性などにおいて優れているため、高温タービン等に用いることを目的とした次世代Ni基超合金の開発が進められている。Ni基超合金は多くの金属元素を含むため、それぞれの元素の含有量を正確に知ることが難しい場合がある。ANNRIはNi基超合金の分析に適していると考えられるが、即発線や共鳴のエネルギーや強度は元素(核種)毎に異なるため、Ni基超合金に含まれる金属元素毎に最適な測定条件が異なる。このため、PGA, NRCA, TOF-PGA測定データを解析し、元素毎に最適な測定法を求めた。本発表ではNi基超合金の測定結果とフィルター装置などのANNRI装置の高度化について報告するとともに、今後の展望についても述べる。
竹内 絵里奈; 富田 純平; 小原 義之
no journal, ,
一般的な地下水では
Ra濃度と塩分に正の相関があるが、人形峠環境技術センター内露天採掘場跡地では低塩分にも関わらずRa濃度が高い地下水が存在する。本研究では、人形峠環境技術センター内露天採掘場跡地の地下水中のRa同位体、岩石試料のU系列とTh系列の核種濃度の測定を行い、淡水系にも関わらずRaが高濃度となる地下水の成因について考察した。本研究で得られた地下水中Ra濃度は、塩分の増加とともに高くなる傾向が見られ、国内の淡水系地下水と比べると塩分から予想される値よりも高い濃度であった。地下水中のRa濃度が最も高濃度であった観測孔に着目すると、U抽出後に捨石中のTh同位体(
Th, 
Th)から成長するRa同位体の放射能比(
Ra/Ra)は、地下水中のRa/Ra放射能比よりも1桁以上高く見積もられる。このため、捨石中のTh同位体の壊変に伴う反跳によるRaの供給では、水中のRa/Ra放射能比を説明することは困難であり、水中のRaは捨石中のRaを高濃度に含む鉱物等からの溶出により水中へ供給されている可能性が考えられた。
)を用いた放射性核種の効果的な処理法の開発徳永 紘平; 高橋 嘉夫*; 香西 直文
no journal, ,
天然に普遍的に存在する極めて安定な鉱物であるバライト(BaSO)は、放射性核種を除去する鉱物として非常に有用な性質を持つにも関わらず、この分野で用いられることはほとんどない。本研究では、有効な処理処分技術が乏しいセレン・ヨウ素・ストロンチウムに対する新規の除去法として、バライトによる共沈反応を用いた手法の開発を行った。これらイオンのバライトに対する共沈過程を分子レベルで明らかにし、取り込みに最適な条件を見出すことで、水溶液中の80%以上のイオンの除去が達成された。
日下 良二; 渡邉 雅之
no journal, ,
6価ウラン(ウラニルイオン)のトリブチルリン酸(TBP)による溶媒抽出は、使用済核燃料の再処理に用いられている。抽出剤のTBPは、界面活性剤と同様に両親媒性であるため、有機相と水相の界面に集まり、有機相/TBP/水相界面を形成する。このことから、ウラニルイオンはTBPと有機相/TBP/水相界面において錯体を形成し、有機相へ抽出されると考えられている。しかしながら、界面における分子レベルの構造が分かるような実験研究は行われておらず、ウラニルイオンが水相から有機相へ抽出される詳細な機構は定かになっていない。最近我々は、有機相/抽出剤/水相界面で生成した金属錯体を捉えるために、有機相を除去した、抽出剤/水相界面(抽出剤を溶かした水溶液表面)で形成した金属錯体の構造を、振動和周波発生(Vibrational Sum Frequency Generation: VSFG)分光法という約1nmの厚みの界面領域の分子レベルの構造情報が得られるレーザー分光実験法を用いることによって調べることに成功した。本研究では、この手法をウラニルイオンのTBPによる溶媒抽出に適応することによって、界面の分子レベルの構造から溶媒抽出機構の解明を行っている。
長田 直之*; 石崎 梓; 西澤 幸康*; 結城 洋一*; 眞田 幸尚
no journal, ,
環境放射線の測定を目的とした小型無人飛行機を用いたモニタリング技術は、福島第一原子力発電所事故を契機とする放射性物質の拡散状況を調査するために有用な手法と考えられている。無人飛行機がプルーム中を飛行すると、プルームに含まれる放射性エアロゾルが飛行機に付着し、その放射線が線量測定を妨害する可能性がある。本研究では、さまざまな条件下で無人飛行機体に付着するエアロゾルの量を測定し、その影響を考察した。
大内 和希; 音部 治幹; 北辻 章浩
no journal, ,
本研究では、Npの電解析出反応を調査しUの反応と比較した。pH4でのNpの析出反応では、還元反応に伴いNp(IV)酸化物が形成されるが、一定量の析出が進むと還元反応は停止した。これは電解とともにU(IV)が析出し続けるUと大きく異なる。また、析出物のインピーダンス測定から、Np(IV)析出物の電気抵抗値はU(IV)析出物より約15万倍大きく、Np析出物によるNp(V)の還元反応の阻害は、電極を覆う析出物の電気抵抗の大きさによることが分かった。
U中性子核分裂における即発高エネルギーガンマ線の測定牧井 宏之; 西尾 勝久; 廣瀬 健太郎; Orlandi, R.; L
guillon, R.; 小川 達彦; Soldner, T.*; Hambsch, F.-J.*; A
che, M.*; Astier, A.*; et al.
no journal, ,
福島第一原子力発電所では、廃止措置に向けてデブリとなった核燃料の取出しが計画されているが、体系が未臨界であることを保証しながら作業を進める必要がある。核分裂生成物に由来した強いバックグラウンド線環境下で核分裂事象の頻度を計測することになるため、我々は即発高エネルギー線に感度を有する未臨界監視検出器の開発を提案している。この検出器開発の基礎データとなる、U中性子核分裂に伴い発生する即発線のエネルギースペクトルを測定するため、我々は多芯線比例計数管・LaBr
(Ce)シンチレータから構成される新たな測定装置の開発を行った。開発した装置を用いた測定は、仏国ラウエ・ランジュバン研究所の高中性子束炉(HFR)からの大強度冷中性子ビームを用いて行い、おおよそ20MeVまでのエネルギー領域で線を観測することに成功した。本発表では測定で得られた結果を報告するとともに、線の発生機構についても議論する。
床井 健運; 佐藤 哲也; Eichler, R.*; 伊藤 由太; 富塚 知博; 鈴木 颯人*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史*; Chiera, N. M.; et al.
no journal, ,
真空クロマトグラフ法と表面電離法を組み合わせた新規の実験手法を開発し、103番元素ローレンシウム(Lr)の高温金属(Ta)表面への吸着挙動を調べた。その結果Lrの吸着挙動は、ランタノイド元素の中でも低い揮発性をもつルテチウム(Lu)の挙動と類似していた。本研究では、Lr原子のTaカラム内におけるイオン化とクロマトグラフ挙動を解析するため、新たにモンテカルロシミュレーションコードの開発を行った。
Es標的を用いて生成する中性子過剰Fm領域核の自発核分裂の測定浅井 雅人; 塚田 和明; 廣瀬 健太郎; 豊嶋 厚史; 富塚 知博; Chiera, N. M.; 伊藤 由太; 牧井 宏之; 永目 諭一郎; 西尾 勝久; et al.
no journal, ,
Fm, 
Fm, 
Lrの自発核分裂の測定を、原子力機構タンデム加速器施設においてEs標的を用いて行った。これら3核種は、非対称核分裂, 全運動エネルギー(TKE)の大きい対称核分裂、TKEの小さい対称核分裂という、それぞれ異なる核分裂特性を示し、そのメカニズムも大きく異なる。これらの違いがどのように生じるか、非常に興味深い。
FmはEs標的と
Oビームを用いた多核子移行反応で合成し、Lrは
Cm(
N,4n)融合蒸発反応で合成した。生成核をガスジェット結合型オンライン同位体分離装置で質量分離し、回転円盤型・核分裂片測定装置に運んで測定した。実験で得られた核分裂片の質量数とTKEの分布から、Fm, Fm, Lrの自発核分裂のメカニズムの違いについて議論する。
佐藤 志彦; 小畠 雅明; 岡根 哲夫; 末木 啓介*; 松尾 一樹*; 石井 達也*; Martin, P.*; Scott, T.*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故では不溶性セシウム粒子と呼ばれる放射性粒子が放出したことが知られている。特に1号機から放出した粒子(Type B)は1粒子に含まれる放射能量が多いことから、廃炉作業において偶発的な放出が発生した場合、周辺環境に与える影響は大きく、不測の事故を防止する観点からも生成した場所の特定が急がれる。しかしType Bの生成過程は、ケイ酸の由来が原子炉建屋内で使用されていた断熱材の可能性が指摘されているだけで、生成場所を含む詳細情報は明らかになっていない。そこで本研究ではこれまで外観の観察や、放射光の透過による分析が中心的に行われてきたType Bに対し、実験室X線CTおよびシンクロトロン放射光トモグフィー(SR-XRT)による非破壊の内部分析、および硬X線光電子分光(HAXPES)による表面を構成する元素の電子状態を取得し、Type Bの保持する基本情報から生成シナリオを検討した。結果、X線CTで粒子内部に無数の空洞が存在することを確認した。またX吸収量を強調したCT像からは粒子の表面層に高吸収の領域が見られた。さらにSR-XRTによる元素分布CT像からはケイ素以外のCs, Fe, Znなどの元素が粒子の表面付近に多く存在することを認めた。加えてHAXPESでFeなどの一部元素が低い価数で存在する結果を得た。これらの結果から、従来は断熱材の不純物として考えられていたFe, Zn等は、実際にはケイ酸の溶融中、あるいは粒子形成中に固体物として付着したと推定され、水素爆発前に断熱材の溶融が発生していた可能性が示唆された。
塚田 和明; 豊嶋 厚史; 廣瀬 健太郎; 浅井 雅人; Chiera, N. M.; 床井 健運; 鈴木 伸一; 柏原 歩那*; 二宮 秀美*
no journal, ,
タンデム加速器において行っているアインスタイニウム標的を用いた核分裂研究、並びにSPring-8放射光施設におけるアインスタイニウムの水和構造研究に向けて、米国オークリッジ国立研究所から国内で初めて供給を受けた約0.2
gのアインスタイニウム試料の分離・精製、および照射試料の調整等を行ったので報告する。
塚田 和明; 永井 泰樹*; 橋本 和幸*; 川端 方子*; 湊 太志; 佐伯 秀也*; 本石 章司*; 渡辺 智*; 伊藤 正俊*
no journal, ,
重陽子を炭素標的に照射し生成する高速中性子を利用して、医療用Mo-99の合成を試みた。生成量及び副生成物の評価や大量試料の照射試験等を行い、PHITSコード等を利用した計算結果と比較し、国内需要に対する供給の可能性を評価した。その結果、新たな加速器(40MeV, 2mAの重陽子ビーム)の設置と、既存のF-18(FDG)と同様の供給体制の構築によって、国内需要の50%がカバーできることを見出した。
富塚 知博; 床井 健運; 佐藤 哲也; 伊藤 由太; 鈴木 颯人*; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; Chiera, N. M.; 後藤 真一*; et al.
no journal, ,
超重元素原子(Z 
100)の価電子軌道の直接決定を目指して、単一原子レベルに適用可能な高温ノズル型原子ビーム源(Atomic Beam Source: ABS)の開発を行っている。本研究では、高効率で低エミッタンスのビームを取り出すため、安定同位体を用いたオフライン実験を行うとともに、モンテカルロシミュレーションによる最適ノズル形状の検討を行った。
Chiera, N. M.; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 鈴木 颯人*; 床井 健運; 富塚 知博; 豊嶋 厚史; 塚田 和明; 永目 諭一郎
no journal, ,
The adsorption of single molecules (i.e., tracer-amount scale) of NbOCl and TaOCl on quartz surfaces was explored by applying an isothermal gas-chromatographic method. Thermochemical information was obtained, in good agreement with literature data. The future accomplishment of comparative studies with DbOCl under the same experimental conditions will provide a direct information on the volatility trend in Group-5 elements, and hence, on the magnitude of relativistic effects on dubnium's electronic structure.
矢板 毅; 鈴木 伸一; 小林 徹; 塩飽 秀啓; 土井 玲祐; 山上 浩志; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 浅井 雅人
no journal, ,
3価アクチノイドのイオン半径においては、原子番号の順に徐々にその大きさが徐々に収縮するというアクチノイド収縮が観察できる。さらに、水和原子間距離においては、ランタノイドの経験を踏まえると、このイオン半径の収縮加え、水和数の減少に伴う原子間距離の不連続的な縮小現象であるBreaking Pointが観察されることが期待される。しかしながら、これまでの3価アクチノイドの水和研究においては、CfまでにおいてそのBreaking Pointは報告されていない。本研究では、グラムオーダーを下回るEsについて、極微量の元素が検出、測定・解析できる状態のスペクトルの取得が可能なレベルまでファインチューンしたSPring-8 JAEA専用ビームラインBL22XUにおいて水溶液中における99番元素Esを世界で初めて測定し、その水和構造について明らかにしたので報告する。