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板倉 隆二; 長谷川 宗良*; 黒崎 譲; 横山 淳; 大島 康裕*
no journal, ,
強レーザー場中の分子は、誘起双極子によって、非断熱回転励起する。レーザー強度が上がるとイオン化が起こり、回転励起とイオン化が同時進行する。イオン化には配向角度依存性があり、イオン化によって中性分子の回転波束が変化する。本研究は、フェムト秒強レーザーパルス照射後のNO分子の回転状態分布について、ナノ秒色素レーザーを用いた共鳴2光子イオン化回転スペクトル測定によって明らかにした。
永石 隆二; 青柳 登; 田口 光正; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 吉田 陽一*
no journal, ,
チオシアン酸を陰イオンに含む、異なる二種類のイオン液体を混合した溶液中の放射線分解生成物の生成と反応挙動を、極短電子線パルス照射による紫外
赤外の過渡吸光分光法で研究した。ナノ秒領域ではパルス幅の時間内で生成したチオシアン酸の二量体ラジカルイオンを可視光領域で、溶媒和電子を近赤外領域で観測して、それらの収量と反応を測定した。ここで、それらの生成量は混合溶液の陽イオンの種類によらず、溶液中のチオシアン酸濃度とともに増加した。さらに、それらの生成経路を明らかにするため、それら生成物及びその前駆体をピコ秒領域で観測した。
二宮 和彦; 長友 傑*; 久保 謙哉*; 喜多 真琴*; 篠原 厚*; 伊藤 孝; Strasser, P.*; 河村 成肇*; 下村 浩一郎*; 三宅 康博*; et al.
no journal, ,
電子と同じ電荷を持ち、質量が200倍の粒子である負ミュオンは、原子の電子と置き換わり、ミュオン原子を形成する。ミュオン原子からはミュオンの脱励起に伴いミュオン特性エックス線が放出される。ミュオン特性エックス線のエネルギーは、ミュオンが大きな質量を持つことから、透過力が強く物質の深部からも吸収されずに放出される。このため、ミュオン特性エックス線の測定によって非破壊の物質内部の分析ができると期待される。本研究ではJ-PARCミュオン施設より得た負ミュオンを利用しミュオン特性エックス線の測定による中国秦代の貨幣の元素分析を行った。
線及びパルス電子線分解法を用いたアルキルアンモニウム系イオン液体中の溶媒和電子の反応挙動に関する研究木村 敦; 田口 光正; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 吉田 陽一*; 広田 耕一
no journal, ,
イオン液体はイオン対で構成されているクーロン場であり、電荷を有する活性種を安定化してイオン反応を促進することから、放射線化学分野において核燃料サイクルや放射線重合反応の溶媒への利用が検討されている。本研究では、放射線誘起活性種の一つである溶媒和電子のイオン液体中の反応挙動を明らかにすることを目的とした。実験には、3種のアルキルアンモニウム系イオン液体と、比較対照として同程度の極性を有するアルコール類を溶媒として用いた。ortho, meta, para-クロロフェノール(CP)、及び2,3, 2,4, 3,4-ジクロロフェノール(DCP)を各種溶媒にそれぞれ溶解し、窒素を飽和して線及びパルス電子線照射試料とした。その結果、アルコール中のCPの線分解収率G(-CP)及びフェノールの生成収率G(Phenol)はpara
metaorthoの順に増加した。一方、イオン液体中のCPの線分解では、各種異性体のG(-CP)及びG(Phenol)は互いに等しく、アルコール中よりも高い値となった。この原因として、イオン液体のカチオンによる溶媒和によりCPのOH基とCl基の相互作用が緩和されたことが考えられる。DCPでも同様の実験を行い、高いG(-DCP)及びG(CP)が得られた。
玉田 正男
no journal, ,
鉱山ウランの1,000倍量のウラン資源が海水中に存在するが、その濃度は3ppbと極めて低い。基材に目的とする官能基を導入できる放射線グラフト重合法により、繊維状のアミドキシム型捕集材を合成した。この捕集材を海水に浸漬することにより、海水中のウランを捕集することが可能である。繊維状の捕集材を用いた海域試験では1kgのウランがイエローケーキとして回収できることが実証されている。実用的なコストの達成のために、海底から垂直に立ち上げ係留可能なモール状捕集材を開発した。沖縄海域での評価試験では、30日の海水への浸漬で1.5g-U/kg-捕集材の性能が達成されている。年間1200tの規模の捕集によるコスト試算では、モール状捕集材が18回繰り返して使用できた場合、ウランのコストは週間スポット価格の2倍程度の2.5万円となる。
豊嶋 厚史; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; Li, Z.; 佐藤 望; 菊池 貴宏; 北辻 章浩; 永目 諭一郎; 大江 一弘*; et al.
no journal, ,
電気化学的手法を用い、メンデレビウム(Md)の還元を調べた。原子力機構タンデム加速器においてMd-255を合成し、ガスジェット法により化学室に搬送した。Mdを0.1M塩酸水溶液に溶解した後、作用電極をイオン交換体によって修飾したフロー電解カラム装置に導入し、溶離展開した。電極への印加電圧の変化に対する溶離挙動の変化を調べ、-0.4Vよりも低い印加電圧で3価から2価へ還元されることを明らかにした。
Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成
no journal, ,
本研究では、塩化白金酸錯体,高分子電解質,炭素担体及びイソプロピルアルコールを含む混合物を放射線照射することで、塩化白金酸錯体が白金微粒子に還元され、炭素担体表面に担持できた。また、放射線照射線量が30kGy以上の場合、白金担持量は、触媒金属前駆体使用量から計算した値と一致した。このことから、30KGyの照射線量で白金微粒子の生成率が100%になることがわかった。さらに、作製した触媒層の燃料電池性能は、電流密度が2.0A/cm
まで運転ができ、最大エネルギー密度は0.7W/cmに達した。この結果は、市販電極と同等の触媒活性があることがわかった。
Mannan, M. A.; 馬場 祐治; 関口 哲弘; 下山 巖; 平尾 法恵; 成田 あゆみ; 永野 正光*; 野口 英行*
no journal, ,
シリコンポリマーは、炭素系ポリマーに比べ、価電子帯と伝導帯間(HOMO-LUMO間)のエネルギーギャップが小さいため、一次元方向に優れた電子伝導特性を持つため、その薄膜は新しい電子材料,光学材料として注目されている。このような一次元物資の薄膜の物性は、分子の配向(ポリマーの向き)に大きく依存する。そこで、最も簡単なシリコンポリマーであるポリジメチルシラン(PDMS)を種々の表面上に蒸着し、その配向について放射光の偏光特性を使ったX線吸収分光法により調べた。その結果、導電性酸化物であるインジウムスズ酸化物(ITO)表面に蒸着した多層膜PDMSのシリコン骨格は表面に垂直であることがわかった。また、加熱による配向変化,他の基板表面における配向などについても発表する。
下条 晃司郎; 三田村 久吉; 長縄 弘親
no journal, ,
生体分子は分子内・分子間で精密に相互作用することで、独特な高次構造を形成し、その機能を発揮することができる。しかしながら、無機物のみでは生体分子のような高次構造を形成することは難しい。本研究では、シリカゲルによるナノ構造体を合成するために、シラン部位を有するイオン液体とDNA間の相互作用を利用してゾル-ゲル反応を行い、DNAの構造を転写したナノオーダーのシリカ構造体の合成を検討した。その結果、DNAの形状をそのままシリカゲルに転写することに成功し、ナノチューブ,ナノファイバー,ナノリングなどさまざまな高次構造体の合成を可能にした。これは言い換えると、DNAの化石化に成功し、半永久的に保存できることを示している。
とBr
の吸収スペクトルの温度依存性の研究Lin, M.; 勝村 庸介; 室屋 裕佐*; Fu, H.*; Yan, Y.*; 山下 真一; Mostafavi, M.*
no journal, ,
パルスラジオリシス法により水溶液中のBrとBrの吸収スペクトルを室温から350度の温度領域で測定した。同時にBrの吸収スペクトルも測定した結果、BrはCTTSバンドであるのに対し、BrとBrはそうでないことが判明した。
熊谷 友多; 永石 隆二; 山田 禮司; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*
no journal, ,
放射線触媒反応や、放射線環境下での原子炉材料の腐食、地層処分における地下水に対する放射線効果にも密接に関連する、界面での放射線誘起反応について調べるため、シリカコロイドを含む水溶液を試料として、放射線分解生成物の反応をパルスラジオリシス法によって測定した。シリカコロイド存在下でのOHラジカルとフェロシアンイオンとの反応を時間分解で分析したところ、シリカコロイドがフェロシアンイオンと競争的にOHラジカルと反応することが示唆された。シリカコロイドとOHラジカルとの反応性は、ほぼ表面積に比例し、また、水溶液のpHに強く依存することがわかった。
室屋 裕佐*; Lin, M.; Han, Z.*; 山下 真一; 上田 徹*; 籏野 嘉彦; Mostafavi, M.*; 勝村 庸介
no journal, ,
高温・超臨界水の放射線化学は、現行型軽水炉や次世代型超臨界水冷却炉における水化学の基礎として重要である。しかし、高温下における放射線化学反応は常温下よりも著しく速いため従来構築されてきたナノ秒電子線パルスラジオリシスや線ラジオリシスでは直接計測が困難であった。そこで本研究では、高温・超臨界状態までの放射線化学反応をピコ秒時間分解能で計測可能なパルスラジオリシス装置を開発し、これを用いて超臨界状態(400
C, 40MPa)までの水の放射線分解過程の計測に成功した。
Peng, J.; Wan, L. K.*; Lin, M.; Yan, Y.*; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介
no journal, ,
We observed the transient absorption spectra of n-hexane, cyclohexane and methylcyclohexane using pulse radiolysis method. Furthermore, spectral properties and kinetic behavior of alkyl radicals of these three hydrocarbons are discussed.
Nb
O
)ナノシートコロイドが示す液晶相挙動に関する研究山口 大輔; 宮元 展義*; 藤田 貴子*; 中戸 晃之*; 小泉 智; 八木 直人*; 太田 昇*; 橋本 竹治
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板状粒子のコロイドの研究の歴史は古く、さまざまな物質系において研究の蓄積がこれまでになされてきている。例えば粘土鉱物はその代表的な例の一つである。しかしなお完全な理解が得られているとは言い難く、最近でも板状粒子の形状を精密に制御した系で形成される液晶構造に再び注目が集まっている。板状粒子の場合、球状とは異なり粒子自体が異方性を備えているため、配向により多様な液晶を自己組織化することが可能である。本研究では光触媒反応を示す機能性物質としてよく知られている層状ニオブ酸化物KNbOの単結晶が極めて大きな異方性を保持したまま、単位層に剥離しうることを利用して、厚みが1.8nmと非常によく揃っているのに対し、超音波によってナノシートを破砕するという操作により粒径を100nmから数
mの広い範囲で制御したナノシート(単位層)を水中に分散させたコロイドの構造を調べた。その結果、平均粒径が(1)980nm以上ではネマチック相が出現するのに対し、平均粒径が(2)650nmにまで下がった粒子から調製した試料においてはラメラ相という異なる構造が発現した。板状粒子のコロイドの系で平均粒径の違いだけで異なる液晶構造が観察されたことは、実験的にはこれまであまり例がなく、非常に興味深い結果である。