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論文

Effect of defocusing on laser ablation plume observed by laser-induced fluorescence imaging spectroscopy

大場 正規; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 若井田 育夫

Japanese Journal of Applied Physics, 55(2), p.022401_1 - 022401_4, 2016/02

https://doi.org/10.7567/JJAP.55.022401
 被引用回数：3 パーセンタイル：14.8(Physics, Applied)

燃料デブリ遠隔分析としてレーザーブレークダウン発光分光法やアブレーション共鳴吸収分光法の開発を行っているが、最適な測定条件を得るためにはアブレーションプルームの挙動を知ることが重要である。アブレーション共鳴吸収分光条件の最適化を目的に、アブレーションレーザービームをデフォーカスさせたときのプルーム中の中性原子およびイオンの空間分布を測定した。試料として金属および酸化ガドリニウムを用い、アブレーションレーザーの焦点位置を試料表面に垂直な方向に変化させた時のアブレーションプルームの画像を中性原子およびイオンの基底状態から励起したレーザー誘起蛍法により観測した。その結果、デフォーカスが大きいとプルームは縦に広がり、一方、焦点が試料に合っているときには半球状に広がることが分かった。また、最も蛍光強度が高くなる条件は、中性原子では3-4mm、イオンでは2mmデフォーカスしたところにあることが分かった。これは、基底状態にある中性原子やイオンの密度がこのデフォーカス条件で最も高くなることを示している。したがって、最適な共鳴吸収条件は焦点位置が試料表面にあるときではなく、ある程度デフォーカスしたところにある。

論文

Interaction of Eu(III) ion and non-porous silica; Irreversible sorption of Eu(III) on silica and hydrolysis of silica promoted by Eu(III)

高橋 嘉夫*; 村田 美穂*; 木村 貴海

Journal of Alloys and Compounds, 408-412, p.1246 - 1251, 2006/02

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.04.120
 被引用回数：24 パーセンタイル：75.19(Chemistry, Physical)

Eu(III)とシリカとの相互作用を吸脱着実験とレーザー誘起蛍光分光法によるEu(III)の状態分析により研究した。Eu(III)の吸着がイオン強度に無関係なこと,シリカが重い希土類元素により強い親和力を示すこと、及び吸着によりEu(III)内圏の水分子が除去されることから、シリカ表面のシラノールとEu(III)の内圏錯体形成が初期反応の重要なプロセスであることを見いだした。また、時間とともにEu(III)の水和数がさらに減少すること及びEu(III)の吸着が非可逆的であることから、Eu(III)とSiを含む新たな相がシリカ表面で形成されることが示唆された。さらに、Eu(III)の存在がシリカの溶解を著しく促進することから、Eu(III)がSi-O-Si結合を効果的に加水分解することを明らかにした。

報告書

原子力基礎研究のための球状収束イオンビーム核融合中性子源に関する研究, 原子力基礎研究 H10-050 (委託研究)

吉川 潔*; 井上 信幸*; 山嵜 鉄夫*; 牧野 圭輔*; 山本 靖*; 督 壽之*; 増田 開*; 紀井 俊輝*; 大西 正視*; 堀池 寛*; et al.

JAERI-Tech 2002-020, 63 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-020.pdf:4.94MB

球状静電閉じこめ型核融合中性子源(IECF; Inertial-Electrostatic Confinement Fusion)の高度化には、理論で予測されている中空陰極中心に収束するイオンビームが作る空間電位部分の生成機構を実験的に確かめることが重要である。そのため今日まで殆どすべての実験的研究の目的は理論が予測する電位2重井戸分布の存在を証明することにあったが、いずれも間接的な傍証を得たに過ぎず決定的な証拠は得られなかった。本研究では、近年研究の進展が著しいレーザ誘起蛍光法によるシュタルク効果を用いた局所電界分布の直接計測を行い、電位2重井戸分布の存在を初めて明らかにするとともに、30年来の論争に終止符を打つことができた。さらに、理論が予測する低圧力下での大電流イオンビームによる核融合反応率が電流のおおよそ3乗に比例することを検証する予備的研究として、電圧・電流・ガス圧力が独立には変えられないグロー放電によるイオンビーム生成を打破するため、3重グリッドシステムを導入し、グロー放電より低圧力下で放電が持続できることを確かめた。さらに、電位分布との強い相関があり核融合反応断面積を決定する加速イオンのエネルギー分布をドップラーシフト分光法により測定し、現実験条件の下でイオンの最大エネルギーが印加電圧上昇に比例して大きくなることが明らかになり、今後の大電圧化による核融合反応断面積向上の可能性を示した。

論文

Solid-aqueous phase equilibria of uranium(VI) under ambient conditions

G.Meinrath*; 加藤 義春; 木村 貴海; 吉田 善行

Radiochimica Acta, 75(3), p.159 - 167, 1996/00

https://doi.org/10.1524/ract.1996.75.3.159

0.1M NaClO$$_{4}$$、液温25$$^{circ}$$C、pH2.8~4.6(8.0及び0.3%CO$$_{2}$$分圧)及びpH3.8~7.0(0.03%CO$$_{2}$$分圧)溶液のU(VI)固液相平衡について研究した。pH7以下の8.0%CO$$_{2}$$分圧下でUO$$_{2}$$CO$$_{3}$$(s)、0.3%及び0.03%CO$$_{2}$$分圧下でUO$$_{3}$$・2H$$_{2}$$O(s)が溶解度制限固相として存在することを確認した。pH7以上の溶液中で、UO$$_{3}$$・2H$$_{2}$$O(s)からのNaを含む結晶化度の低い固相への相転移が観られた。熱力学的溶解度積として、UO$$_{2}$$CO$$_{3}$$(s)のlog K°$$_{sp}$$=-14.91$$pm$$0.10、UO$$_{3}$$・2H$$_{2}$$O(s)のlog K°$$_{s}$$=4.68$$pm$$0.14(0.3%CO$$_{2}$$)、log K°$$_{s}$$=5.14$$pm$$0.05(0.03%CO$$_{2}$$)を算出した。時間分解しレーザー誘起蛍光法による分光学的スペシエーションを利用して、UO$$_{3}$$・2H$$_{2}$$O(s)の溶解度の評価について議論し、錯形成定数log K'$$_{35}$$=-17.14$$pm$$0.13を得た。

論文

Buffer gas effect on monitoring I$$_{2}$$ by a laser induced fluorescence method

横山 淳; 藤沢 銀治; 桜井 勉; 鈴木 和弥

Spectrochimica Acta, Part A, 47(5), p.567 - 575, 1991/00

He-Neレーザー振動数付近でヨウ素分子(I$$_{2}$$)からの蛍光の高分解能励起スペクトルを窒素分子(N$$_{2}$$)共存下で測定した。その結果に基づいて、レーザー誘起蛍光法によりI$$_{2}$$をモニターする場合の検出限界とヨウ素同位体選択性に対するN$$_{2}$$圧の影響について議論した。また、再処理オフガス中に数%含まれる二酸化窒素(NO$$_{2}$$)がヨウ素の検出に及ぼす影響についても調べた。さらに、$$^{3}$$He-$$^{20}$$Neレーザーを用いたレーザー誘起蛍光法により、大気圧のN$$_{2}$$中で5$$times$$10$$^{12}$$molecules/cm$$^{3}$$までの$$^{127}$$I$$_{2}$$を検出出来た。

口頭

Separation and detection of trace lanthanide and actinide ions by capillary electrophoresis- laser-induced fluorescence detection

原賀 智子; 齋藤 伸吾*

no journal, , 

本発表は、核分析技術の基礎から応用に関係する研究者が参加する国際会議において、原子力機構の研究成果として、キャピラリー電気泳動法を用いたランタノイド(Ln)及びアクチノイド(An)イオンの分離検出法について紹介するものである。放射性廃棄物を処分するためには、放射性試料に含まれる放射性核種の濃度を評価する必要があり、高放射線量の試料に含まれるLnイオンやAnイオンの量を迅速・簡便・安全に分析する手法が求められている。そこで本研究では、極少試料量で分析が可能で、廃液の発生量も少なく、放射線の被ばくリスクを低減できる安全な分析法として、キャピラリー電気泳動-レーザー励起蛍光検出法(CE-LIF)に着目し、CE-LIFで機能するLn及びAnイオン検出用蛍光プローブを開発するとともに、動的三元錯形成反応を利用した分離検出法を確立した。本報告では、実際の試料に対する適用例として、使用済燃料溶解液中のNdイオンの検出、化学的性質が類似しているAm$$^{3+}$$及びCm$$^{3+}$$イオン間の分離検出、放射性廃液試料中のUO$$_{2}$$$$^{2+}$$の特異的検出に成功した例について紹介する。

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