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市原 晃; 松岡 雷士; 黒崎 譲; 横山 啓一
no journal, ,
光周波数コムによるLiCl分子の同位体選択的な回転励起の確率を、緊密結合法を用いて数値計算した。計算では、周波数コムに対して200のスペクトル周波数、分子に対して500の回転振動準位を考慮した。LiClの回転振動状態及び遷移双極子モーメントは、非経験的分子軌道計算の結果を用いて求めた。緊密結合の時間積分には4次のルンゲ-クッタ法を用いた。その結果、
Li
ClとLi
Clの混合気体中で、コムのスペクトル周波数をLiClの回転遷移周波数と一致させることにより、LiClのみを同位体選択的に回転量子数が100以上の状態へ励起することができた。一方、コム電場の強度の増加とともに、回転励起の同位体選択性は減少することを確認した。また、使用した周波数コムでは、分子の振動状態励起は生じなかった。
浅野 雅春; 前川 康成; Park, J.*; 高山 俊雄*; 工藤 一秋*
no journal, ,
耐熱性の高い芳香族ポリベンズイミダゾール(PBI)膜を基材とした電解質膜の開発を進めている。このPBI膜は放射線に対する安定性が高いため、電離放射線を照射してもグラフト重合させるために充分なラジカルが生成されず、電解質膜に必要な導電性を得るためのグラフト鎖の導入が困難であった。今回、PBI中に耐熱性は維持し、ラジカルの生成の増加が期待できる脂環式炭化水素基を導入した脂環式PBI(APBI)を新たに合成することで、ビニルモノマーとの放射線グラフト重合性の向上を試みた。縮合反応より合成したAPBI膜を
線照射後、スチレンを反応させたところ、グラフト率は時間とともに増加し、反応開始から36時間後には100%に達した。このグラフト膜をスルホン化(100%)することで、ナフィオンに相当する導電率0.06S/cmの値を示すAPBI電解質膜の開発に成功した。
佐伯 盛久; 利光 正章; 大場 弘則
no journal, ,
核燃料再処理において発生する高レベル放射性廃液中には、モリブデンなどの高融点金属やパラジウムなどの白金族金属が含まれており、これらの金属を取り除くことができれば、ガラス固化プロセスをより円滑化できる。一方、酸化チタンはイオン交換と光触媒の2種類の作用を併せ持ち、これらにより金属の選択的回収が可能である。本研究では、酸化チタン微粒子を利用した模擬放射性廃液からの金属回収を試みたので報告する。
佐藤 哲也; 金谷 佑亮*; 園田 望; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 大江 一弘; 宮下 直; 永目 諭一郎; Sch
del, M.; et al.
no journal, ,
ローレンシウム(Lr, Z=103)の第一イオン化エネルギー決定のため、超重元素研究グループでは原子力機構タンデム加速器に設置されたオンライン質量分離器(ISOL)用He/CdI
ガスジェット結合型表面電離イオン源の開発を行った。本装置を用いて、核反応によって生成した短寿命Lr同位体及び種々の短寿命ランタノイド元素同位体のイオン化を行った結果、
Lrを初めてイオン化、質量分離することに成功した。また、ランタノイド元素のイオン化エネルギーと実験で得られたイオン化効率との関係から、Lrのイオン化エネルギーを見積もることができた。
大江 一弘; 塚田 和明; 浅井 雅人; 佐藤 哲也; 豊嶋 厚史; 宮下 直; 永目 諭一郎; Schdel, M.; 金谷 佑亮*; Lerum, H. V.*; et al.
no journal, ,
超重元素研究グループでは、溶媒抽出法及び電気化学的手法を用い、106番元素シーボーギウム(Sg)の酸化還元電位を決定することを目的に研究を進めている。Sg実験では化学実験装置としてフロー電解カラムと迅速溶媒抽出装置SISAKを組合せて利用する計画であるが、現状では両装置が対応可能な溶液流速に大きな差があるため、SISAKを低流速で利用するための開発が必要である。そこで本研究ではその最初の取り組みとして、ガスジェット搬送物を水溶液に低流速でも連続溶解できる新しい連続溶液化装置の開発を行った。新たに開発した溶液化装置は、疎水性のテフロンメンブレンフィルターを利用して気液の分離を行う特徴を持つ。この装置の性能評価試験として、原子力機構タンデム加速器においてガスジェット搬送物の溶液化テストを行った。その結果、SISAKの通常の流速である0.4mL/s及びより低流速である0.1mL/sにおいて80%以上の高い溶液化効率を、0.03mL/sにおいても70%程度の溶液化効率を得た。これらの結果は、SISAKにおける新しい連続溶液化装置がフロー電解カラムの対応流速で利用可能であり、Sg研究に利用可能であることを示している。
宮下 直; 大江 一弘; 豊嶋 厚史; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 塚田 和明; 永目 諭一郎; Schdel, M.; 金谷 佑亮*; Omtvedt, J. P.*; et al.
no journal, ,
SISAKを利用したSgの実験に適応できる迅速な溶媒抽出を用いた分離法開発を目的に、di(2-ethylhexyl)phosphoric acid (HDEHP), 1-phenyl-3-metyl-4-benzoyl-5-pyra-zolone (PMBP), N-benzoyl-N-phenylhydroxylamine (BPHA)及び4-isopropyltropolone (HT)の4種類の抽出剤を用いて、Sgの同族元素であるMo(VI)とW(VI)を用いた溶媒抽出を行い、その抽出挙動を調べた。
Wを用いた実験ではHDEHP, PMBPを抽出剤として用いた場合、抽出速度は遅く平衡到達時間はそれぞれ5時間と1時間であった。一方、BPHA及びHTを用いた場合、BPHA, HTどちらの抽出剤においても平衡到達時間は60秒と速い抽出反応であることがわかった。速い抽出反応であったBPHA, HTを用いて
Moを対象に抽出実験を行った結果、平衡到達時間はBPHAで10分、HTで3分であり、どちらの抽出剤においてもWと比べ遅い抽出反応であることがわかった。これらの平衡到達時間はSISAKを用いた抽出に適応可能であると考えられる。
金谷 佑亮*; 佐藤 哲也; 園田 望; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; 大江 一弘; 宮下 直; 永目 諭一郎; Schdel, M.; et al.
no journal, ,
重アクチノイド元素の第一イオン化エネルギー測定を目指して、表面電離過程によるイオン化を応用した実験装置の開発を進めている。低生成率、短半減期という特徴を持つ重アクチノイド元素のイオン化エネルギーを測定するには、数少ない原子を効率よくイオン化することが必要である。本研究では、原子力機構タンデム加速器に設置されたオンライン同位体分離器(ISOL)において、イオン化効率の向上を目的としたガスジェット結合型表面電離イオン源の改良を行った。性能評価のため、重アクチノイド元素と似た性質を待つ種々の短寿命ランタノイド同位体を用いて実験を行ったところ、イオン化効率が大きく向上したことを確認できた。このことから、重アクチノイド元素の第一イオン化エネルギー決定の実験において本装置が有用であることが期待される。
関根 由莉奈; 深澤 倫子*; 梶原 祐太郎*; 伊東 雄*; 深澤 裕
no journal, ,
高分子や糖溶液中に存在する水は、溶質分子との相互作用やその空間的制限からバルク水とは異なる構造や性質を示す。高分子や糖存在下における水や氷の構造や性質は、凍結融解法を利用して作製した材料の性質や生体試料の状態と密接に関係するため、その物性を調べることは重要である。本研究では、グルコース存在下における水や氷の物性を明らかにすることを目的とし、中性子散乱測定を行った。本発表では、得られた回折パターンの変化より、グルコース溶液中に存在する水と氷の構造について詳しく述べる。グルコース水溶液を140 Kまで冷却したところ、純粋なD
O氷とは異なる回折パターンが観察された。これら結果は、冷却速度が比較的遅い場合、グルコースDO水溶液より通常の氷とは異なる構造の氷が形成されることを示す。本発表では、得られた中性子回折パターンより明らかとなったゲル中の水及び氷の構造について詳しく述べる。
小林 徹; 鈴木 伸一; 塩飽 秀啓; 岡本 芳浩; 矢板 毅
no journal, ,
酸素・窒素へテロドナー型抽配位子PTAは、ランタノイドのわずかなイオンサイズの差を認識し、ある特定元素を境目に疑似鏡像体を形成するという非常に興味深い性質を持っている。本発表では、ランタノイド-PTA錯体の構造化学的特徴の詳細や錯形成特性から、そのイオンサイズ認識メカニズムについて議論する。また、疑似鏡像体形成を利用して特定ランタノイドを分離する新しい分離法についても議論する。
Awual, M. R.; 小林 徹; 宮崎 有史; 元川 竜平; 塩飽 秀啓; 鈴木 伸一; 岡本 芳浩; 矢板 毅
no journal, ,
Complexation of lanthanide by solid state adsorbent is a very useful tool for separation, and extraction of Tm(III), Yb(III) and Lu(III) ions, if utilized in systems involving solid-liquid phases. In such cases, the selective complexation of lanthanide ions is a valuable characteristic for efficient operations. The O donor ligand preparation, characterization, mesoporous material processing, surface characterization, sequester lanthanides, Tm(III), Yb(III) and Lu(III) sorption experiments and complexation bonding mechanism will be discussed.