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前川 康成; 鈴木 康之; 長谷川 伸
no journal, ,
耐熱性芳香族高分子であるポリエーテルエーテルケトン(PEEK)膜に
線を照射し、スチレンの1-プロパノール溶液を80
Cで反応させることで、グラフト率は10
69%でポリスチレン鎖を導入できた。PEEKのスチレングラフト膜をスルホン化すると、側鎖だけでなく主鎖の芳香環にもスルホン化されることが考えられる。そこで、スルホン化条件を制御することで、スルホン酸基を主鎖又は側鎖に選択的に導入することを試みた。0C, 0.05Mクロロスルホン酸の1,2-ジクロエタン溶液で8時間スルホン化すると、PEEK換算から求めたスルホン化率は、グラフト率の増加に伴い上昇し100%以上となった。一方、スチレン換算から求めたスルホン化率は、スチレンのグラフト率にかかわらず100%で一定となることから、このスルホン化条件では選択的に側鎖のスチレンへスルホン化した電解質膜を作製できた。
永石 隆二; 青柳 登; 山田 禮司
no journal, ,
線などの放射線を用いて、水溶液中の白金族イオンの放射線誘起反応を研究した。アルコールなどを添加しないと放射線照射下でイオンがほとんど還元しない水溶液中でも、アルミナなどの固体酸化物を添加することでその還元が顕著に促進された。また、その還元で生成した微量の沈殿あるいは固体への吸着物が水溶液中の金属イオンの還元をさらに促進することを明らかにした。
線照射による水溶液からの水素生成; 酸化物,硫酸,アルコール添加効果山田 禮司; 永石 隆二; 籏野 嘉彦; 吉田 善行
no journal, ,
線照射により水溶液中で発生し気相に放出された水素ガスをガスクロマトグラフで測定し、酸化物,硫酸,メチルアルコールの添加効果を調べた。放出水素ガスは酸化物粉体の増加とともに増加し、その硫酸濃度依存性は酸化物の添加量に強く依存する結果を得た。また少量のアルコールの添加により水素発生量は増加し、硫酸及び酸化物が共存する場合に放出水素ガス量は最大となった。
大阿久 亮平; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 八木 敏明; 玉田 正男
no journal, ,
物理ゲルを生成しない濃度で金属塩を含んだカルボキシメチルセルロース(CMC)水溶液に線を照射し橋かけ効果について検討した。金属塩を含まない5wt%CMC水溶液に30kGy照射してもゲル化しなかったのに対し、1wt%の塩化カルシウムを含む5wt%CMC水溶液では、わずか3kGy照射でゲル分率は約77%に達することがわかった。線量の増加に伴いゲル分率は上昇し20kGy照射でゲル分率は約95%に達した。線量20GyでのCaCl
濃度依存を比較した結果、塩濃度5
10
wt%(3.410
mol/L)でゲル化し始め、そのゲル分率は20%であった。以上のように、CMC水溶液に塩を添加することで、橋かけ反応が促進されることを見いだした。また、2価のカルシウムに代わり3価のアルミニウムを添加するとゲル化がさらに促進されることがわかった。
溝手 範人*; 片貝 秋雄; 玉田 正男; 松岡 広成*
no journal, ,
ゴムの滑り摩擦において、ウェット摩擦状態からドライ摩擦状態へ移行する瞬間に、摩擦極大ピークが起こるセミドライ摩擦は、雨上がりに自動車のワイパー払拭において見られる現象で、駆動モーターに過負荷を与える。本研究では、疎水性モノマーである3-(メタクリロイルオキシ)プロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(MPTS)の電子線同時照射グラフト重合により加硫ゴム表面の疎水化を行い、水との接触角とセミドライ摩擦の相関を調べた。MPTSをグラフト重合した加硫ゴム表面の接触角は、グラフト重合の進行に伴って大きくなり、グラフト率0.5%で107度まで増大した。この結果から、MPTSのグラフト重合により加硫ゴム表面の疎水化が可能であることが明らかになった。次にMPTSのグラフトにより疎水化した加硫ゴムの接触角と
(セミドライ摩擦係数とドライ摩擦係数との差)との関係を調べた。疎水化により接触角が大きくなるとが小さくなってセミドライ摩擦状態を抑制できることが明らかになり、雨上がりのワイパーシステムの払拭負荷を低減化できる見通しが得られた。
藤井 健太郎; 横谷 明徳; 鹿園 直哉
no journal, ,
高輝度放射光施設(SPring-8)から得られる軟X線を線源とし、OHラジカルを介さず光電効果及び低速二次電子の作用により直接生じる損傷の収率の光子エネルギー依存性を明らかにすることを目的とした。フィルム状の試料(6.510
g/cm
)をSPring-8
BL23SUに設置されたイオン質量分析用真空チェンバに導入し、炭素,窒素及び酸素K殻励起領域の単色軟X線(270, 435, 560eV)を室温で照射した。照射後試料をTE緩衝液で回収し、主鎖切断によるコンフォメーション変化をアガロース電気泳動法により調べた。また、酸化的塩基損傷の収率はFpg及びEndo IIIの二種類の塩基除去修復酵素(グリコシレース)で処理(37C, 30min)し、酵素の持つAPエンドヌクレース活性により塩基損傷部位を主鎖切断に変換することで定量化した。270及び435eVの鎖切断及びグリコシレースで認識される塩基損傷の収率はほぼ一定であるのに対し、酸素K殻吸収端より高エネルギー側の560eVではその収率の顕著な増加が見られた。また、グリコシレースで認識される塩基損傷の収率も鎖切断と同じような特徴を示した。
関根 綾子*; 鈴木 義男*; 瀬古 典明; 玉田 正男
no journal, ,
生分解性基材を母材とする金属除去吸着材は、セルロース不織布にグリシジルメタクリレートを放射線グラフト重合し、その後エチレンジアミン、あるいは、ジエチレントリアミンを導入することにより作製した。作製した吸着材の水銀に対する吸着特性を評価したところ、pH3付近において最も吸着性能が高く、分配係数はEDA型では1.910
、DETA型では 2.310
となった。
木村 敦; 田口 光正; 永石 隆二; 小嶋 拓治
no journal, ,
水中汚染物質の一つである有機ハロゲン化合物について、カチオンとアニオンの両性を持つイオン液体(IL)中における放射線還元反応による分解を調べた。三種類のアンモニウム系IL中のortho, para, meta-クロロフェノール(CP)の放射線分解では、各CPの分解のG値及び生成するフェノールのG値がそれぞれ0.74, 0.52となることがわかった。アルコール中のCPの放射線分解では、CPの塩素置換位置によってG値が異なる結果が得られた。次に、10種類のILにそれぞれ溶解したCPの放射線分解を行った。エーテルを含むカチオンで構成されたIL中のCPの放射線分解では、フェノールの生成のG値が高く(G=0.52)、脂肪族カチオンで構成されたIL中ではCPの分解のG値が高かった(G=1.4-1.9)。また、芳香環を有するIL中では、CPの分解のG値及びフェノールの生成のG値がともに低かった。アニオンの異なるIL中のCPの分解では、ILの粘度の増加に伴いG値が増加した。
青柳 登; 永石 隆二; 江坂 文孝; 山田 禮司
no journal, ,
結晶構造中にシリカ層を有する繊維状鉱物であるクリソタイルを添加した水溶液中の放射線誘起反応を研究した。5wt%の固相存在下の0.4M硫酸中の水素発生量は線の吸収線量に比例して増加し、アルミナやシリカなどの酸化物微粒子存在下の発生量よりも多いことがわかった。また、照射による形態変化は硫酸濃度を高くすると促進され、繊維状の構造が微粒子状に変わることがわかった。
近藤 孝文*; Yang, J.*; 菅 晃一*; 吉田 陽一*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 柴田 裕実*
no journal, ,
TIARAサイクロトロンからのパルス重イオンを観測光源と同時に照射線源として用いて、シンチレーターとフォトンカウンティング法を併用した、重イオン照射初期活性種測定法の開発を行った。分析光強度測定上の困難を克服するために、測定する波長領域で吸収も発光もほとんどないシクロヘキサンを溶媒として用い、220MeV C
イオンによって誘起されたピレンカチオンラジカルの過渡光吸収を測定した。本研究により、ナノ秒の時間領域における重イオン照射下活性種挙動のリアルタイム測定が可能であることがわかった。
中川 清子*; 田口 光正; 小嶋 拓治
no journal, ,
ヒドロキシマレイミドを2-プロパノールに溶解し窒素置換した後、線及び220MeV Cイオンを照射し生成物収率の比較を行った。線照射によるヒドロキシマレイミドの分解のG値は0.5であり、Cイオン照射では1/10以下であった。また、Cイオンの照射エネルギーが小さくなるにつれて、G値はわずかに小さくなることがわかった。また、線照射で主生成物であったヒドロキシスクシンイミドの生成が、Cイオン照射では抑えられた。以上の結果は、分解生成物の収率に重イオンエネルギー付与構造が影響を及ぼすことを実験的に明らかにしたものである。
浅野 雅春; 野納 晋平*; Chen, J.; 前川 康成; 片貝 良一*; 吉田 勝
no journal, ,
前照射・後グラフト重合によりp-スチリルトリメトキシシラン(STMS)とスチレン(St)をエチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜に共グラフトした後、スルホン化と加水分解処理を施しグラフト鎖に直接シリカを結合させたシラン架橋構造を持つ電解質膜を合成した。その電解質膜の耐酸化性を検討したところ、仕込みのSTMS/Stモノマー比が60/40wt%の耐久時間は272時間であるのに対して、90/10wt%では560時間と2倍になり、さらにSTMS単独重合では、1000時間に向上した。シラン架橋構造を形成するSTMS組成の増加とともに耐久時間が増大する傾向を示したことから、シラン架橋構造が耐久時間の向上に寄与していると考えた。
澤田 真一; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*; 前川 康成
no journal, ,
ETFEとPVDF膜に対して、放射線グラフト法とTEMPOによるリビングラジカル重合法を利用することにより、均一な鎖長のグラフト鎖を有する燃料電池用電解質膜を合成した。用いる溶媒によって高分子膜へのTEMPO付加反応性は大きく異なることが明らかとなった。得られた電解質膜は0.320.67meq/gのイオン交換容量を有しており、1.9102.110
S/cmのプロトン伝導度を示した。
箱田 照幸
no journal, ,
平成17年度放射線化学会奨励賞「気相中有機汚染物質の電子ビーム分解除去に関する研究」の受賞講演として、洗浄剤及び塗料溶剤にそれぞれ用いられるクロロエチレン類及び芳香族有機化合物の分解・除去に関する研究開発成果の概要を発表する。具体的には、クロロエチレン類は、EB照射により生じたOHラジカルとの反応を起点として連鎖反応により酸化分解すること、またこの分解生成物の除去としては照射後における水への溶解・除去が適していることを明らかにした。さらに、照射による酸化分解とともに酸化分解が困難な粒子状の中間生成物が生じるキシレン等芳香族有機化合物について、従来利用されなかったイオンなどの荷電種からの電荷移動による粒子状有機物の帯電及びその後の電場印加による電極上への捕集・除去を組合せた処理技術を開発した。
小林 泰彦; 和田 成一*; 舟山 知夫; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 柿崎 竹彦; 横田 裕一郎; 原 孝光*; 深本 花菜; 鈴木 芳代
no journal, ,
個々の細胞に注目して重イオンのヒット位置とDNA損傷の生成量及び細胞内での空間的分布を解析する手法を確立し、同一のLET値を有するが原子番号(実効電荷)と粒子速度が異なる重イオンでは同一線量(フルエンス)の照射による細胞致死効果と細胞内DNA損傷の生成量がともに異なることを明らかにした。
Baldacchino, G.*; 田口 光正; Hichel, B.*
no journal, ,
高LET放射線照射あるいは高温状態という2つの極限条件下における水中放射線化学反応について研究を行った。フランスGANIL施設において、5.5GeV Krイオンをパルス的に照射し、水中過酸化物の生成を時間分解過渡吸収測定により確認した。吸光度の大きさから生成G値を0.2と見積もった。また、パリ南大学のELYSE施設においては、ピコ秒電子加速器を用いて350Cまでの水和電子の時間挙動を調べた。昇温により水和電子の吸光度が減少すること、さらに減衰が緩やかになることがわかった。これは、活性種の拡散と温度による再結合反応の競争で説明できる。以上の不均一系における高速化学反応解析の結果は、第4世代の原子炉やITER, 放射性廃棄物の処理など、原子力産業において非常に有用な知見である。
浅野 晃*; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 永石 隆二; 高橋 憲司*; 吉田 陽一*
no journal, ,
イオン液体(IL)に放射線を照射することにより溶媒和電子の生成が観測されており、われわれはILの溶媒和電子の還元性を利用した、化学溶媒への応用に着目している。しかし、IL中の溶媒和電子や反応挙動に関する基礎的理解は乏しいのが現状である。そこでわれわれは、疎水性IL(DEMMA-TFSI: N,N-Diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium-bis(trifluoromethanesulfonyl)imide)と親水性IL(DEMMA-BF
: N,N-Diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium-tetrafluoroborate)に注目し、IL中の溶媒和電子(e
)の分光及び反応特性を解明するため、パルスラジオリシス法を用いてIL中のeの光吸収スペクトル,生成と減衰挙動を観測し、電子捕捉剤との反応などを研究した。
高橋 憲司*; 比江嶋 祐介*; 加藤 隆二*; 永石 隆二; 田口 光正; 小嶋 拓治; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 吉田 陽一*
no journal, ,
反応体の周囲すべてが高濃度イオンというイオン液体は極めて特異で魅力にあふれた反応場を提供すると同時に、新たな研究戦略をわれわれに要求している。放射線化学が長年対象としてきた溶媒和電子は、イオン液体の物理化学的性質を解明するうえで格好の題材を提供する。また実用的には、イオン液体反応場の酸化還元反応を活用した、廃棄物を生成せずに、還元剤等の化学処理剤を使用しないケミカルフリー処理技術の開発などが環境保全や核燃料サイクルの分野で進められている。ここでは、パルスラジオリシスなどにより得られた最近の結果を紹介するとともに、放射線化学的な手法により解明しなければならない課題などを明確にしたい。
佐伯 誠一*; 室屋 裕佐*; 工藤 久明*; 勝村 庸介*; 長澤 尚胤; 玉田 正男
no journal, ,
放射線照射によるカルボキシメチルセルロース(CMC)やカルボキシメチルキチン/キトサン(CMCT, CMCTS)のような多糖類誘導体の架橋反応のメカニズムを解明するため、特に高分子鎖と水の放射線分解生成物中のOHラジカルや水和電子などのラジカルとの反応による高分子ラジカルの生成に着目し、長時間の過渡吸収測定によるパルスラジオリシス法で検討した。パルスラジオリシス実験においては、CMC水溶液では吸光度が30分程で減衰している。これはCMC水溶液中では長寿命の高分子ラジカルが存在していると考えられる。CMCTS水溶液では、徐々に吸光度が増え、30分程で安定している。これはCMCと異なり、安定生成物の吸光度であると考えられる。また、紫外可視分光器によって照射後長時間経過した試料の吸収スペクトル変化を測定した結果、20mM/L濃度のCMC水溶液の長時間における吸光度スペクトル変化が観測され、240nmでの吸光が時間経過とともに減少していることから、溶液中に残存する高分子ラジカルの減衰変化であると考えられる。多糖類の構造の違いによって、生成ポリマーラジカルの減衰挙動や安定生成物が異なることを見いだした。
泉 雄大*; 蒲原 真澄*; 中川 和道*; 田中 真人*; 安居院 あかね; 室 隆桂之*; 松下 智裕*
no journal, ,
アミノ酸の不斉反応が円偏光軟X線で起こりうるか調べるために、アミノ酸の円二色性吸収分光を精度よく行うためSPring-8 BL25SUで透過法での検出を試みた。セリンで測定したところアミノ酸の不斉反応は紫外線域が主である可能性が高いと結論した。