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論文

Characterization of liquid targets in Vacuum condition

山本 風海; 荻原 徳男*; 倉持 勝也*

e-Journal of Surface Science and Nanotechnology (Internet), 21(4), p.359 - 364, 2023/07

https://doi.org/10.1380/ejssnt.2023-053

イオン加速器では、ビームの加速効率の向上、ビーム電流の蓄積等を目的に、イオンの価数を変換する手法(荷電変換手法)が良く用いられる。荷電変換はイオンビームと薄膜等の物質との相互作用で行うが、加速器の大強度化に伴い、ビーム負荷に耐えるターゲットの開発が必要となっている。真空中で破損しない薄膜として、エタノールおよび水銀の流体を検討した。これら二種の液体を真空中で流し、安定に膜を形成することを確認した。成膜中の圧力は、各液体の蒸気圧に近い値となった。エタノールに関しては、さらに良い圧力を得るために、低温下での蒸気圧の評価を行った。水銀に関しては、水銀蒸気を拡散させないトラップを開発し、98%以上の捕集効率を得られることを確認した。

論文

Pressure-dependent structure of methanol-water mixtures up to 1.2 GPa; Neutron diffraction experiments and molecular dynamics simulations

Temleitner, L.*; 服部 高典; 阿部 淳*; 中島 陽一*; Pusztai, L.*

Molecules (Internet), 26(5), p.1218_1 - 1218_12, 2021/03

https://doi.org/10.3390/molecules26051218
 被引用回数：2 パーセンタイル：6.77(Biochemistry & Molecular Biology)

全組成域にわたるメタノール水混合系(CD$$_{3}$$OD-D$$_{2}$$O)の全構造因子を中性子回折により約1.2GPaまでの圧力で調べた。最も大きな圧力変化は、$$Q=$$ 5 $AA$^{-1}$$以下の範囲において、第一および第2ピークのシフトとして見られた。この変化の起源を明らかにするために、実験した圧力での分子動力学計算を行った。その結果、ピーク高はあまり再現できなかったものの、ピークシフトは、定量的に再現できた。圧力が隣接分子間の斥力に大きな影響を与えることを考慮すると、実験と計算の一致は満足できるものであると言える。圧力の局所構造への影響を調べるために、計算で得られた構造を水素結合に関係した部分動径分布関数や水素結合環状構造のサイズ分布の観点から解析した。その結果、水リッチおよびメタノールリッチな組成域で、構造の圧力変化に大きな違いがあることが分かった。

論文

Diffusion behavior of methanol molecules confined in cross-linked phenolic resins studied using neutron scattering and molecular dynamics simulations

首藤 靖幸*; 和泉 篤士*; 萩田 克美*; 山田 武*; 柴田 薫; 柴山 充弘*

Macromolecules, 51(16), p.6334 - 6343, 2018/08

https://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b00535
 被引用回数：11 パーセンタイル：40.86(Polymer Science)

The dynamics of methanol confined in highly cross-linked phenolic resins was investigated using incoherent quasielastic neutron scattering (QENS) and atomistic molecular dynamics (MD) simulations. The QENS analysis for adeuterated phenolic resin and both deuterated and nondeuterated methanol indicated the presence of resin dynamics induced by methanol invasion and confined diffusion of the methanol molecules. QENS results suggested that methanol had a diffusion coefficient of 1.6 $$times$$ 10$$^{-6}$$ cm$$^{2}$$/s, which is 1 order of magnitude smaller than the bulk value (2.3 $$times$$ 10$$^{-5}$$ cm$$^{2}$$/s. The MD trajectories also showed that the methanol diffusion was limited by the resin network, consistent with QENS results in terms of the diffusion coefficient and diffusion-like behavior.

論文

Preparation and characterization of chemically stable polymer electrolyte membranes by radiation-induced graft copolymerization of four monomers into ETFE films

Chen, J.; 浅野 雅春; 八巻 徹也; 吉田 勝

Journal of Membrane Science, 269(1-2), p.194 - 204, 2006/02

https://doi.org/10.1016/j.memsci.2005.06.035
 被引用回数：140 パーセンタイル：96.07(Engineering, Chemical)

高性能の電解質膜を得るために、スチレンに代わるモノマーとして、スチレンの誘導体であるメチルスチレン(MeSt)及びt-ブチルスチレン(tBuSt)さらに架橋剤として、電解質膜に導入した時に柔軟性の付与が期待できるビスビニルフェニルエタン(BVPE)と高密度の架橋構造の付与が期待できるジビニルベンゼン(DVB)を組合せた新規な電解質膜を放射線グラフト重合法により合成した。得られた四元系MeSt/tBuSt/DVB/BVPE(40/40/2.5/17.5wt%)電解質膜の耐久性加速試験(60$$^{circ}$$C,3%過酸化水素水溶液中)の結果、スルホン酸基の脱離時間が300時間に達した。また、メタノール透過性ではナフィオンに比べて、四元系電解質膜は1/6まで抑制できることがわかった。

論文

Applicability study on existing dosimetry systems to high-power Bremsstrahlung irradiation

Mehta, K.*; 小嶋 拓治; 須永 博美

Radiation Physics and Chemistry, 68(6), p.959 - 962, 2003/12

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2003.08.007
 被引用回数：3 パーセンタイル：25.79(Chemistry, Physical)

既存線量計システムの高出力制動放射線への適用性を線量相互比較を通して調べた。5MeV電子加速器から得た高出力制動放射線を用いて数種の線量計をファントム中で4-12kGy照射した。線量計には、3種のアラニン線量計と3種の液体化学線量計(硫酸セリウム,重クロム酸及びエタノールクロロベンゼン)及びグルタミン線量計を用いた。制動放射線に対する線量応答については、Co-60$$gamma$$線の校正曲線から線量値を決定した。いずれの線量計も3線量レベルの値は3%以内でよく一致し、高出力制動放射線にも応用できることが示された。

論文

Dose intercomparison study involving Fricke, ethanol chlorobenzene, PMMA and alanine dosimeters

L.G.Lanuza*; E.G.Cabalfin*; 小嶋 拓治; 橘 宏行

IAEA-TECDOC-1070, p.337 - 344, 1999/03

フィリピン原研(PNRI)で用いている線量測定システムの信頼性を評価するため、PNRIのエタノールクロロベンゼン(ECB)、フリッケ、原研高崎研(JAERI)のアラニン線量計を使った線量相互比較を線量50kGyまでについて行った。これらの線量計をPNRIの$$gamma$$線施設で同時に照射した後、ECBとフリッケはPNRIで、アラニンはJAERIで分析・評価した。この結果、フリッケ/アラニンは0.95であったが、ECB/アラニンは1.00とよく一致した。また、日本において、JAERIの研究用$$gamma$$線施設とラジオ工業の加工処理用$$gamma$$線施設でコンベア使用の有無等の異なる照射条件下で行ったPMMAとアラニンの比較では、両者の比は1.01$$pm$$0.02とよく一致した。国際線量保証サービス(IDAS)を通じて行ったPNRIと国際原子力機関(IAEA)との9年間にわたる比較でも、PNRIの線量値は$$pm$$5%の比較的よい結果が得られている。

論文

A Study of ethanol production of yeast cells immobolized with polymer carrier produced by radiation polymerization

Zhaoxin, L.*; 藤村 卓

Radiation Physics and Chemistry, 42(4-6), p.923 - 926, 1993/10

https://doi.org/10.1016/0969-806X(93)90403-H

0$$^{circ}$$C以下の低い温度における放射線重合反応を用いて作製した多孔性の高分子担体を用いて酵母を固定化した。多孔性の高分子担体を培養液中の酵母とともに振とうすることによって、酵母はまず担体の表面に付着し、次に担体内の孔を経由して増殖しながら担体の内部に進み固定化されたことが実験結果から推論された。高分子担体を作製する際の二種類のモノマーの構成比、モノマーの種類を変えて固定化酵母の活性と高分子担体の含水率との関係を調べた。高分子担体の含水率が90$$sim$$95%程度のとき、固定化酵母は最も高い活性を示した。またこの最も高い活性を示す高分子担体の含水率はモノマーの種類によって異なることが分った。

論文

高温核熱を用いた水素・メタノール製造システム

宮本 喜晟; 尾本 彰*; 青木 裕*; 福田 繁*; 楮 修*; 村上 輝明*; 内田 聡*; 時田 雄次*; 白川 精一*; 村上 信明*; et al.

エネルギー・資源学会第11回研究発表会講演論文集, p.33 - 38, 1992/00

火力発電所から排出される炭酸ガスとモジュラー型高温ガス炉(MHTGR)の高温核熱を用いて、高温水蒸気電解法により製造した水素からメタノール合成するシステムを検討した。このシステムは、熱出力350MWtのMHTGR4基、高温水蒸気電解装置、メタノール合成装置等からなるユニット2系統からなり、年間100万tのメタノールを製造する。このシステムから得られるメタノールを輸送機関用燃料に使用すると、年間200万tの炭酸ガス排出量を削減することができる。

報告書

Annual Report of the Osaka Laboratory for Radiation Chemistry, No.21; April 1, 1987 - March 31, 1988

大阪支所

JAERI-M 90-054, 57 Pages, 1990/03

JAERI-M-90-054.pdf:1.27MB

本報告書は大阪支所において昭和61年度に行われた研究活動をまとめたものである。主な研究題目は、ポリイミドフィルムへの鉄の注入、希ガスイオンの注入、メタノールの光化学反応、グラフト重合によるPETの表面改質、エポキシ樹脂の重合、LB膜の電子線重合及び、薄層試料の電子線線量測定の研究等である。

論文

Rapid ion-exchange separations of actinides

臼田 重和

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 123(2), p.619 - 631, 1988/02

https://doi.org/10.1007/BF02034922
 被引用回数：24 パーセンタイル：88.11(Chemistry, Analytical)

重イオン反応で合成される短寿命アクチニド核種を研究する目的で、鉱酸-メタノール混合溶媒によるアクチニド元素の迅速イオン交換分離法を開発した。この溶媒は低粘度・低沸点のため高速溶離・蒸発乾固が容易で,しかもその残渣はほとんどない。しかし室温での迅速分離は分解能が悪く、テイリングを生じる。イオン交換の平衡速度を高めるため、低粒度のイオン交換樹脂を用い、これが分解しない限りの高温(90$$^{circ}$$C)でのアクチニド元素のイオン交換挙動を分離の観点から調べた。硝酸-メタノール系陰イオン交換、塩酸-メタノール系陰イオン交換、塩酸-メタノール系陽イオン交換の3つの系で行い、いずれも迅速且つ効果的な分離法を得た。また、アクチニド元素を含む溶出液は直接測定試料皿上に滴下し蒸発乾固し、直ちに良質の$$alpha$$ソースを調製することができた。

論文

Laboratory scale demonstration of CIS process

清水 三郎; 小貫 薫; 中島 隼人; 池添 康正; 佐藤 章一

Int.J.Hydrogen Energy, 12(10), p.687 - 691, 1987/10

https://doi.org/10.1016/0360-3199(87)90131-5
 被引用回数：2 パーセンタイル：46.37(Chemistry, Physical)

熱化学水素製造CISプロセスのサイクル実証試験のために実験室規模装置を設計、製作し、さらに装置の運転を実施した。この装置を用い、CISプロセスを構成する6反応のうち、4反応を逐次的に行うことが出来た。メタノール0.1モル/回を原料とする運転を行い、メタン及び酸素への転化率として63-80%を得た。反応自体あるいは生成物の輸送と分離に特別な困難なく、12回の運転が達成できた。メタンと酸素の積算製造量は、それぞれ、20.9lと10.4lである。全運転の終了後、少量の炭素質沈殿と硫黄の析出が観測された。

論文

Study of catalytic reduction of methanol for methane-methanol thermochemical hydrogen production cycles

小貫 薫; 清水 三郎; 中島 隼人; 池添 康正; 佐藤 章一

Int.J.Hydrogen Energy, 12(8), p.555 - 559, 1987/08

https://doi.org/10.1016/0360-3199(87)90014-0
 被引用回数：4 パーセンタイル：58.05(Chemistry, Physical)

メタノールが、白金イオンを含むヨウ化水素酸によりメタンにまで還元されることを見出した。この反応はメタノールがまずヨウ化メチルとなり次いでメタンとなる連続反応である。白金イオンはヨウ化メチルのメタンへの還元反応に対して触媒として作用する。ヨウ化メチルの白金イオンを触媒とする還元反応は、ヨウ素により著しく阻害される。またヨウ素の存在下では、この反応は温度にほとんど依存しない。本反応系を用いた水素製造サイクルについて検討した。

論文

A Rapid flame atomic-absorption spectrophotometry of silicon in aluminum and its alloys using enhancement effect of ethanol

加藤 金治

Fresenius'Z.Anal.Chem., (326), p.525 - 527, 1987/00

水溶性有機溶媒(アセトン、メタノール、エタノール及び2-プロパノール)のSiの原子吸収シグナルに及ぼす効果を調べ、50%(v/v)エタノール溶液の増感効果と標準添加検査法を用いたN$$_{2}$$O-C$$_{2}$$H$$_{2}$$フレーム原子吸光分析法によるアルミニウム及びアルミニウム合金中の低含量Siの迅速(非分離、直接)低量法を開発した。50%(v/v)エタノール溶液中のSi感度は2.2$$mu$$g/ml/%abs.で、水溶液中に比べ2.1倍の増感を得た。アルミニウム及びアルミニウム合金標準試料中の0.05-0.3%Siを相対標準偏差1.2-5.1%で良好に定量できた。

論文

Studies on the nickel-iodine-sulfur process for hydrogen production, III

佐藤 章一; 清水 三郎; 中島 隼人; 小貫 薫; 池添 康正

Int.J.Hydrogen Energy, 11(9), p.571 - 575, 1986/00

https://doi.org/10.1016/0360-3199(86)90123-0
 被引用回数：3 パーセンタイル：60.06(Chemistry, Physical)

ニッケル・ヨウ素・硫黄プロセス(NISプロセス)による水素製造の研究を行った。酸混合物中へのニッケルの溶解,ヨウ素分圧をもつ雰囲気中でのヨウ化ニッケルの熱分解,硫酸ニッケルの熱分解、などの反応について実験した。硫酸ニッケルの分解ガスは、三酸化硫黄の二酸化硫黄と酸素への分解反応の平衡組成に近い組成であった。新たにニッケルと代え、メタノールを用いるプロセスの研究を開始した。

論文

Studies on the nickel-iodine-sulfur process for hydrogen production, III

佐藤 章一; 清水 三郎; 中島 隼人; 小貫 薫; 池添 康正

Hydrogen Energy,Proc.5th World Conf., p.457 - 465, 1984/00

ニッケル、ヨウ素、硫黄を用いる熱化学水素製造プロセスの研究を行い、適当な操作条件を求めた。プロセス中の反応のうち、混酸へのニッケル粉末溶解、硫酸ニッケル熱分解などを研究した。硫酸ニッケルの分解ガス組成は、三酸化硫黄の二酸化硫黄と酸素への分解反応の平衝組成に近い。ニッケルの代りにメタノールを用いる新プロセスの研究も行った。

論文

Growth of yeast cells immobilized with porous swelling carriers produced by radiation polymerization

藤村 卓; 嘉悦 勲

Appl.Biochem.Biotechnol., 8, p.145 - 151, 1983/00

https://doi.org/10.1007/BF02778095
 被引用回数：14 パーセンタイル：48.69(Biochemistry & Molecular Biology)

液体燃料としてのエタノールを連続的かつ高速で、糖から生産することを目的として、放射線重合法を用いて酵母を固定化した。特に、放射線重合性のモノマー組成、水との混合比を変えて、担体の化学的組成・物理的構造を連続的に変化させ、発酵活性との関係を調べることを意図した。得られた固定化酵母のうち、最も活性の高いものを用いて発酵反応を行わせると、150合で100%の糖が、エタノールに変換されるという極めて高い活性の固定化物であることが判明した。この高い活性は500時間以上、保たれた。

論文

The $$gamma$$-ray-induced reactions of carbon monoxide-hydrogen mixtures at elevated pressures

杉本 俊一

Int.J.Appl.Radiat.Isot., 34(3), p.559 - 564, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0020-708X(83)90056-X

放射線照射によりCO-H$$_{2}$$混合気体から化学工業の粗原料を得るための基礎的条件を検討する研究の一環として加圧状態(5$$times$$10$$^{6}$$Pa)で$$gamma$$線照射し、照射線量、気体組成または照射温度と生成物(炭化水素および含酸素化合物)収量との関係を調べた。$$gamma$$線は電子線とは線量率が異なるので同一線量を与えるためには電子線照射に比べて1400倍の時間が必要であった。このために$$gamma$$線照射の場合には、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドのような生成物は同時に熱化学反応が進行するので電子線照射に比べて見掛けの収量は低下した。しかし熱化学反応も考慮すれば、5$$times$$10$$^{6}$$Paの$$gamma$$線照射効果はよう低圧(1$$times$$10$$^{6}$$Pa以下)の電子線照射効果から説明しうる。

論文

Ethanol production and the effect of porous polymer carriers on immobilized growing yeast cells by radiation-induced polymerization

藤村 卓; 嘉悦 勲

Int.J.Appl.Radiat.Isot., 34(6), p.929 - 931, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0020-708X(83)90157-6
 被引用回数：13 パーセンタイル：91.35(Nuclear Science & Technology)

農産廃棄物中のセルロースの酵素法で糖化し、生成した糖を酵母によってエタノールに変換するプロセスに対する放射線の利用技術の一つとして、酵母の放射線重合法による固定化を検討した。特に固定化することによって発酵反応を高速化・連続化することを目的とした。まず、ガラス化性モノマーの低温放射線重合により、種々の組成の多孔性の高分子担体を作製した。この高分子担体に酵母と低濃度のモノマーを浸み込ませ、放射線重合により酵母を固定化した。固定化した酵母のエタノール生産能力の最大値は、固定化物と同様に好気的に培養した固定化しない酵母のエタノール生産能力の最大値の約10倍に達した。固定化酵母の高い活性は480時間以上にわたって持続した。これらのことから、固定化酵母を好気的に培養することによって固定化物の内部で酵母が増殖し、高い活性を持つようになると共に、長期間活性が維持されることが明らかとなった。

論文

A Nickel-iodine-sulfur process for hydrogen production

佐藤 章一; 清水 三郎; 中島 隼人; 池添 康正

Int.J.Hydrogen Energy, 8(1), p.15 - 22, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0360-3199(83)90030-7
 被引用回数：13 パーセンタイル：85.69(Chemistry, Physical)

沃素・硫黄系プロセスを改良し、ニッケル・沃素・硫黄を用いる新プロセス(NISプロセス)を考案した。本プロセスの特徴に、沃化ニッケルと硫酸ニッケルの溶媒抽出による分離と、高温反応に水または水素を含まない点である。主な単位操作についての実験結果と、フローシートに基づく熱収支、熱効率の検討結果についても述べた。

論文

Radiation synthesis of methylal from methanol solution of ferric chloride

池添 康正; 佐藤 章一; 大島 恵一*

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 47(6), p.1557 - 1558, 1974/06

https://doi.org/10.1246/bcsj.47.1557
 被引用回数：0

無水塩化第二鉄のメタノール溶液の放射線化学反応による生成物を調べた。室温、9.2%添加の時、G(メチラール)=8.3,G(CH$$_{3}$$Cl)=0.8,G(CH$$_{2}$$O)=0,G(H$$_{2}$$)=1.6,G(Fe$$^{2}$$$$^{+}$$)=8.8,G(H$$^{+}$$)=7.0なる結果をえた。メタノールに塩化第二鉄を添加、溶解した時の放射線化学反応の主な特徴としては、ホルムアルデヒドが生成しなくなり、その代わりにメチラールが多く生成し、反応の選択性がよくなることである。ドライアイス温度(-78$$^{circ}$$C)においては、室温における結果と異なっている。

口頭

Liquid nitrogen in-line trap for C$$_{2}$$H$$_{5}$$OH liquid target in an ultra-high vacuum

荻原 徳男*; 山本 風海; 倉持 勝也*

no journal, , 

加速器等の超高真空環境において大強度ビーム照射に耐えられるターゲットとして、液体窒素で冷却したエタノール液体膜を真空中で使用する環境の開発を行っている。液体窒素温度付近ではエタノールの蒸気圧は数Paまで下がるが、加速器に組み込むためには周辺を10$$^{-4}$$Pa程度まで圧力を下げる必要がある。そのために、ガスを吸着させる銅板を真空容器に挿入し、エタノールを冷却するのに利用した液体窒素でその銅板を冷却する手法を考案した。銅板の形状を変えながら試験を行い、エタノール液体膜を生成する真空容器に接続した前後の真空容器内において8.31$$times$$$$^{-4}$$Paを達成した。これにより、加速器に組み込んで使用する目途が立った。今後は、レーザー加速器への適用を目指し詳細設計を進める。

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