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浅野 雅春; 越川 博; 八巻 徹也; 前川 康成; 山口 進*; 山本 和矢*; 朝澤 浩一郎*; 山田 浩次*; 田中 裕久*
no journal, ,
線グラフト重合を利用したアニオン交換型電解質膜の開発を目的に、モノマーの線グラフト重合及びグラフト膜の四級化を検討するとともに、得られたアニオン交換型電解質膜のヒドラジンを燃料とした電池性能を調べた。エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体膜に線照射後、クロロメチルスチレンをグラフト重合した。そのグラフト重合膜をトリメチルアミン水溶液により四級化した後、水酸化カリウム水溶液を用いてアニオン交換型電解質膜に変換した。四級化反応は、重量変化から85%以上進行したことがわかった。発電実験を、5%水加ヒドラジンと1M KOHの混合溶液を燃料に用い、セル温度80
Cの条件で行った結果、最大出力密度は460mW/cm
になることもわかった。
佐伯 誠一; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 森下 憲雄; 田口 光正; 瀬古 典明; 工藤 久明*; 勝村 庸介*
no journal, ,
カルボキシメチルセルロース(CMC)等の多糖類誘導体は、高濃度水溶液条件下において放射線架橋し、ハイドロゲルを生成する。本研究では、放射線架橋型多糖類誘導体の水溶液中における放射線誘起反応機構を明らかにするため、放射線架橋反応の起因と考えられるOHラジカルを過酸化水素の光分解により生成し、CMCとの反応により生成する中間活性種の反応挙動をESR法により観測した。観測された中間活性種は、スペクトル解析によりカルボキシメチル基第2級炭素上ラジカルと同定された。続いて、固定した磁場における光照射開始及び停止以後のスペクトル強度経時変化を計測し、中間活性種であるCMCラジカルの生成挙動及び減衰挙動の観測に成功した。これらの反応挙動は数秒から十数秒の間に観測され、過酸化水素濃度に大きく依存する。100mMを超える高濃度の場合、OHラジカルが多量に生成すると推測されるが、OHラジカルと過酸化水素及びCMCラジカルと過酸化水素の反応によりCMCラジカルの生成量及び寿命は小さく抑制されることがわかった。
田子 敬典; 長澤 尚胤; 田口 光正; 工藤 久明*; 勝村 庸介*
no journal, ,
バイオプラスチック材料であるポリ乳酸(PLA)/ポリアミド11(PA11)ブレンドは放射線架橋技術により、耐熱変形性や耐衝撃性を改質できる。ゲル分率と特性の関係についての知見を得ている。本研究では、高ゲル分を有する材料を得るため、室温以上熱分解温度以下で電子線照射を行い、架橋反応に対する照射温度効果について検討した。架橋剤としてトリアリルイソシアヌレートを3phr(per hundred resin)添加したPLA/PA11(混合比1/1)ブレンドに、窒素雰囲気下で、10kGyの電子線照射を行った。室温下で照射したブレンドのゲル分率は36%だった。PLAとPA11のガラス転移温度(それぞれ約55C,約40C)以上である約60C、PLAの再結晶化温度下である約100C、PLAとPA11の融点(それぞれ約175C,約190C)以上である約220Cで照射すると、ゲル分率はそれぞれ82, 54, 0%となった。再結晶化温度では非晶部の減少及び再結晶化する際の架橋剤の不均一化、融点以上では急激な分子運動による分子間の架橋剤の蒸発が原因となり高ゲル分率を得られず、ガラス転移温度下では分子鎖の非晶部の運動性が高くなり、架橋反応が起こりやすくなったため、高ゲル分率を得ることができたと考えられる。以上のことから、ガラス転移点下での照射は有効と言える。
出崎 亮; 羽倉 吉彦*; 上地 宏樹*; 大島 武; 岸 肇*
no journal, ,
エポキシ系樹脂は原子力関連施設において、電気絶縁材料,接着剤,塗料等として幅広く使用されている。一般に、エポキシ系樹脂は硬化剤を用いて架橋させることにより製造される。しかしながら、硬化剤の化学構造は多種多様であり、得られる樹脂の耐放射線性に影響を及ぼすと考えられる。そこで本研究では、エポキシ系樹脂の硬化剤の化学構造が樹脂の耐放射線性に及ぼす影響を調べ、最も高い耐放射線性を示す硬化剤について検討した。その結果、ベンゼン環,C-N結合を構造中に含む硬化剤を用いて硬化させた樹脂が高い耐放射線性を示し、特に、シアネートエステルを硬化剤としたエポキシ系樹脂が最も優れた耐放射線性を示すことが明らかになった。
箱田 照幸; 島田 明彦; 木村 敦; 田口 光正; 荒木 浩史*; 広田 耕一
no journal, ,
塗装・印刷工場などからの換気ガスに含まれる揮発性有機化合物(VOC)の電子線(EB)照射による分解処理を目的として、実験室規模の実験においてEB照射と触媒との組合せたVOCの分解や照射生成物の無機化技術の開発を進めてきた。この処理技術を、実際の大流量のVOC排ガスに適用するためには、実規模ガス流量条件に適した電子加速器や触媒装置の選定や、この条件下での動作確認並びに経済性評価などが必要である。本研究では、数百m
/hの実規模ガス流量条件のVOC含有空気に適したVOC処理試験装置を構築するとともに、これを用いたVOC分解や照射生成物の無機化に関する試験から実規模ガス流量条件でも触媒併用により対象VOCの分解促進や照射生成物の無機化促進、CO
への選択的な酸化などの効果が得られることを明らかにした。
Lin, M.; 室屋 裕佐*; 勝村 庸介*; Meesungneon, J.*; Jay-Gerin, J.-P.*; Mostafavi, M.*
no journal, ,
紫外領域の分光計測用のピコ秒パルスラジオリシス装置を開発した。この装置を用いて、HO, 2.0 M HClO
水溶液とDO中でのピコ秒領域のOHラジカルの挙動の直接計測に成功した。実験結果とMonte-Carloシミュレーションがよく一致することを示した。
線照射後のアルミナ添加硫酸水溶液中の過酸化水素と発生した水素ガスの測定山田 禮司; 熊谷 友多; 永石 隆二
no journal, ,
純水,硫酸水溶液並びにアルミナ粉末添加の純水,硫酸水溶液において、Co-60線照射で発生する水素ガスと過酸化水素を測定し、放出された水素ガスと水溶液中に残存する過酸化水素の関係を調べた。その結果、無添加の場合と比較して、アルミナ粉末添加による水溶液中の過酸化水素量の減少と放出された水素ガス収量の増加には相関性があることがわかった。一般に、水溶液中の過酸化水素は水素ガスの生成を阻害する。今回の実験結果は、酸化物を水溶液に添加することで過酸化水素の濃度が減少し、放出水素ガス量の増加に結びついた、と推測できる。
熊谷 友多; 室屋 裕佐*; 佐伯 誠一; 山田 禮司; 永石 隆二; 勝村 庸介*
no journal, ,
水と固体との界面での特異な放射線効果のメカニズムを明らかにするために、水-シリカ共存状態での放射線誘起反応過程における過渡状態をパルスラジオリシス法により時間分解で測定した。その結果、水-シリカ界面がOHラジカルに対して水溶液のpHに依存した反応性を持つことがわかった。一方で、水和電子の過渡挙動に対する有意な影響は観測されず、水和電子とシリカ界面との相互作用はほとんどないものと考えられる。また、水-シリカ共存下で照射により生成される過渡なラジカルを調べるため、液体窒素温度において線照射実験を行い、ESRスペクトルを測定した。シリカコロイド共存下ではOHラジカルやHOラジカルのスペクトルに形状の変化が観測され、これらのラジカルがバルク水中とは異なる状態で存在していることが示唆された。
木村 敦; 田口 光正; 近藤 孝文*; Yang, J.*; 永石 隆二; 吉田 陽一*
no journal, ,
イオン対で構成されているイオン液体は特異的なイオン反応や電子移動反応を生じることから、放射線重合などの反応場として用いる研究も行われている。本研究では、イオン液体を放射線還元反応場として利用することを目的として、溶媒和電子のイオン液体中の反応挙動を調べた。反応挙動の追跡には、溶媒和電子捕捉剤である有機ハロゲン化合物を用いた。その結果、イオン液体のカチオンにより捕捉剤の分解G値が変化し、その値は溶媒和電子の生成のG値と一致した。さらに、亜酸化窒素を飽和したイオン液体中で捕捉剤の分解G値が大幅に減少したこと、及び溶媒和電子と捕捉剤の反応速度定数が拡散律速反応速度定数より大きいことから、捕捉剤の還元分解に溶媒和電子が大きく寄与していると考えられる。一方で、イオン液体のアニオンの種類により粘性が変化し、イオン液体の粘性の増加に伴い捕捉剤の分解G値が増加することも明らかにした。
平出 哲也; 岡 壽崇
no journal, ,
液体中で形成されるオルソーポジトロニウム(o-Ps)のピックオフ消滅寿命は、ポジトロニウムが自ら作るバブルのサイズに依存するため、高温ほど長い寿命を示す。しかし、水中ではこれとは逆の傾向を示すことが知られている。これは、o-Psがスパー内活性種と効率よく反応を起こすため、高温ほど短寿命になっていると考えられ、その反応の温度依存性について、陽電子消滅寿命-運動量相関測定により、実験的に検証することを試みた。その結果、高温ほどo-Psが常磁性種とのスピン交換反応によってパラーポジトロニウムから消滅していることが確かめられた。
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液体中の放射線分解生成物の生成と反応挙動をパルスラジオリシス法で研究した。ここで、チオシアン酸の二量体ラジカルイオンを可視領域で、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。それらの生成量は液体の陽イオンの種類によらず、液体中のチオシアン酸濃度とともに増加した。これらのことから、二量体がチオシアン酸イオンのイオン化(直接作用)、及びそれ以外のイオン由来の生成物によるチオシアン酸イオンの酸化(間接作用)から生成することが示唆された。
廣木 章博; 佐藤 利弘*; 長澤 尚胤; 田口 光正; 玉田 正男
no journal, ,
ヒドロキシプロピルセルロース(HPC)の高濃度水溶液に線や電子線を照射すると、高分子鎖間で橋かけ反応が起こり、ゲルが得られる。HPCゲルは、透明性に優れているものの、伸びにくく、裂けやすいなど機械的特性に課題がある。そこで本研究では、機械的特性に優れたポリビニルアルコール(PVA)とブレンドし、放射線橋かけすることでHPCゲルの改質を行った。HPC濃度を20wt%、PVA濃度を0, 0.4, 1, 2, 4wt%と変化させ、HPC/PVAブレンドゲルシートを合成した。得られたゲルシートのゲル分率は、PVA濃度の増加に伴い低下することがわかった。しかし、線量増加に伴い増加するゲル分率は、PVA濃度に関係なく50kGyですべてほぼ一定:約85%となった。50kGy照射で得られたHPC/PVAブレンドゲルの強度及び伸長率を調べた結果、伸長率はPVA 0.4wt%のブレンドゲルで最小値:45%を示したあと、PVA濃度の増加に伴い増加し、PVA 4wt%で125%にまで達することがわかった。また、ゲルの破断強度は、1.0kg/cm から1.8kg/cmにまで向上することがわかった。したがって、PVAをブレンドすることで、HPCゲルの特性を約1.8倍も向上することができた。
山下 真一
no journal, ,
放射線医学総合研究所HIMACのがん治療用GeV級Cイオンビームなどを用い、高エネルギー重粒子線が水中に形成するトラックの構造及びそのダイナミクスについて、捕捉剤による転換を利用した収量測定及びモンテカルロ法による計算機シミュレーションを併用して調べた。主要生成物のプライマリ収量,水分解ラジカルのトラック内ダイナミクス,蛍光プローブによる高感度
OH検出手法の開発などこれまでの成果について講演する。
藤井 健太郎
no journal, ,
放射光軟X線をDNAに照射したときに生じる、主鎖切断や塩基損傷といったDNA損傷の誘発量の光子エネルギー依存性を研究した。その結果、照射するエネルギーにより各種DNA損傷の誘発頻度が大きく変化し、光子エネルギーを選択することで、誘発するDNA損傷の比率を一部制御することに成功した。
熊田 高之; 能田 洋平; 石川 法人; 竹ヶ原 圭介*
no journal, ,
電子線・イオンビーム照射したポリエチレン試料の動的核スピン偏極(DNP)実験を行った。一般に、DNPにおける偏極の立ち上がり、及び緩和速度はフリーラジカル濃度の2乗に比例するが、照射試料では1乗に比例した。本結果は、照射により生じたアルキルラジカルが、近接した対を作っていることを反映していると思われる。対間距離は1nm以下であると見積もられた。
岩松 和宏; 田口 光正; 須郷 由美; 木村 敦; 倉島 俊; 勝村 庸介
no journal, ,
X線や線,電子線とは異なる線質効果を示す重イオンビームの照射影響を解明することを目的に、トラック内の活性種挙動を観測した。TIARA施設に設置されているAVFサイクロトロンからのC 
(220MeV)及びH
(20MeV)イオンを、NaCl水溶液及びNaBr水溶液へパルス的に照射し時間分解分光測定を行った。水溶液へのイオン照射によって紫外部領域(375nm)に光過渡吸収が観測され、その吸光度から水酸化ラジカルとCl
あるいはBrとの反応によって生じるCl及びBrの収率が得られた。Hイオン照射に比べて、Cイオン照射による収率は全体的に低く、1000mMの濃度においては5倍程度異なる。これはトラック内に生成した活性種密度の差に起因すると考えられる。また、Cl及びBrの生成収率は、H, CイオンともNaCl及びNaBrの濃度、すなわち捕捉能(平均的な反応時間)の減少に伴い減少した。また、Cイオンの入射エネルギーの減少に伴い、Cl及びBr生成収率は減少した。以上、NaClや、NaBrをプローブとして用いることにより、初期活性種収率に対するトラック構造の影響を実験的に明らかにすることができた。
線照射により生成した水分解ラジカルのCYPMPOによる捕捉岡 壽崇; 山下 真一; 佐伯 誠一; 横谷 明徳; 勝村 庸介*; 上林 將人*
no journal, ,
酸性水溶液への線照射によって生成する水分解ラジカル(
OH, HO
等)とスピントラップ剤CYPMPOとのスピンアダクトのESRスペクトルと、それらの減衰挙動を調べた。線照射によって生成したCYPMPO-HO
の半減期は90分と見積もられ、酵素反応系での半減期と比べて3倍長いことがわかった。さらに、CYPMPOの濃度依存性についても検討した。
大島 明博*; 白木 文也*; 高澤 侑也*; 藤田 創*; 吉川 妙子*; 巽 貴浩*; 坪倉 英裕*; 高橋 朋宏*; 五輪 智子*; 坂上 和之*; et al.
no journal, ,
イオン照射時のブラッグピーク付近での化学反応の局所性を利用して、傾斜機能性を有するフッ素系高分子材料の創製を検討した。フッ素系高分子材料にXe
イオン照射を真空・室温下で行い、ブラッグカーブに沿った傾斜的なラジカル生成を誘起した。照射後、スチレンモノマーをグラフト反応させ、スルホン化処理することで親水基の傾斜的な分布を有する機能性材料の創製を検討した。