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報告書

Ti(0001)表面における超音速酸素分子ビーム誘起初期酸化反応

小川 修一*; 高桑 雄二*; 石塚 眞治*; 水野 善之*; 頓田 英機*; 本間 禎一*; 寺岡 有殿; 吉越 章隆; 盛谷 浩右; 鉢上 隼介

JAERI-Tech 2004-046, 25 Pages, 2004/06

JAERI-Tech-2004-046.pdf:2.51MB

Ti(0001)表面の初期酸化過程を調べるために、SPring-8のBL23SUに設置されている表面化学実験ステーションの表面化学反応分析装置を用いて、酸素分子の初期吸着係数の並進運動エネルギー依存性を調べた。その結果、酸素分子の並進運動エネルギーが増加すると初期吸着係数は単調に低下していくことが明らかとなった。また初期吸着係数の酸素分子ビーム入射角度依存性を調べた。その結果、初期吸着係数は分子ビームの入射角度に依存せず一定であることがわかった。以上のことからTi(0001)表面への酸素分子の解離吸着過程はTrapping-mediated dissociative adsorption機構で進行すると結論される。

論文

Influence of O$$_{2}$$ incident energy for initial sticking probability and product SiO desorption rate on Si(001) surfaces

寺岡 有殿; 吉越 章隆

Proceedings of 3rd International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices '01 (ALC '01), p.341 - 344, 2001/11

Si(001)表面とO$$_{2}$$分子の表面反応においては、室温でO$$_{2}$$分子の解離吸着が起こり表面が酸化される(パッシブ酸化)。一方、表面温度がおおむね700$$^{circ}C$$以上では酸化反応生成物としてSiO分子が熱脱離して表面に酸素は残らない。今回はO$$_{2}$$分子の初期吸着確率の入射エネルギー依存性とSiO脱離速度の入射エネルギー及び表面温度依存性を測定した。前者は酸素カバレッジのup-take曲線の一次微分から求めた。後者の実験には同位体$$^{18}$$O$$_{2}$$を用いてSi$$^{18}$$O(m/e=46)を検出することによりCO$$_{2}$$バックグラウンドの影響のない高精度の測定ができた。これらにより初期吸着確率が0.3eVに極小点を持つことやSiO生成温度の下限が入射エネルギーに依存するなどの新しい知見を得た。初期吸着には前駆体経由過程と直接解離過程があることが見いだされた。

論文

Muon catalyzed fusion and muon to $$^{3}$$He transfer in solid T$$_{2}$$ studied by X-ray and neutron detection

松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*; 石田 勝彦*; 中村 哲*; 河村 成肇*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 橋本 雅史; 須貝 宏行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.229 - 234, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。トリチウム取り扱いシステムを使用して、高純度トリチウムの1500Ciを用いて、実験の直前にHe-3を除いた液体及び固体におけるtt$$mu$$反応を観測した。実際tt$$mu$$反応は、dt$$mu$$反応のバックデータとしてだけでなく、tt$$mu$$反応に関連した新しい物理現象として重要である。この実験結果について報告する。

論文

Measurement of X-rays from muon to $$alpha$$ sticking and fusion neutrons in solid/liquid D-T mixtures of high tritium concentration

石田 勝彦*; 永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 中村 哲*; 河村 成肇*; 坂元 眞一*; 岩崎 雅彦*; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; et al.

Hyperfine Interactions, 118(1-4), p.203 - 208, 1999/00

英国Rutherford Appleton Laboratory,ISIS内のRIKEN-RALミュオン施設において、現在D-T反応によるミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験中である。ここではターゲットの重水素とトリチウムの混合比を0.1,0.2,0.28,0.4,0.5,0.6と0.7に変化させ、液体、固体それぞれについて、$$mu$$CFサイクルにおけるミュオンの損失を測定するため、$$mu$$$$alpha$$ X-rayの放出確率を測定した。実験では、トリチウムの崩壊で生成するHe-3が反応に影響するため実験直前に除いて行った。14MeVの核融合ニュートロンとX-rayの測定から、ミュオンサイクル数、ミュオン損失確率、$$mu$$$$alpha$$ X-rayの放出確率を求めることができた。dt$$mu$$の損失確率は、ミュオンの損失確率からtt$$mu$$とdd$$mu$$の影響を差引いて求めた。この結果を理論的な計算値と比較した結果について報告する。

論文

Preparation of pure tritium for a liquid D$$_{2}$$/T$$_{2}$$ target of muon-catalyzed fusion experiments

工藤 博司; 藤江 誠; 棚瀬 正和; 加藤 岑生; 黒沢 清行; 須貝 宏行; 梅澤 弘一; 松崎 禎市郎*; 永嶺 謙忠*

Applied Radiation and Isotopes, 43(5), p.577 - 583, 1992/00

https://doi.org/10.1016/0883-2889(92)90024-9

ミュオン触媒核融合($$mu$$CF)実験で必要とする高純度、高濃縮トリチウムを50TBqレベルで調製した。同位体濃縮にはガスクロマトグラフ法を、化学的精製には活性ウランによるトリチウム化物生成反応を利用するシステムを考案し、最終的には同位体純度99.9%以上、化学的純度99.7%以上の高品位トリチウムガスを得た。特に、$$mu$$CF実験の妨害となる$$^{3}$$Heおよび$$^{4}$$Heの混入は、調製直後の値として0.02%以下に抑えることができた。このトリチウムガス(300ml)をD$$_{2}$$ガスと混合(1:2)してターゲット容器に充填し、20Kで液化後$$mu$$$$^{-}$$ビームで照射した。$$mu$$CFサイクルにおける$$alpha$$-付着率として$$omega$$$$_{s}$$o=0.39$$pm$$0.14%を得た。

論文

X-ray observation of $$alpha$$-sticking phenomena in muon catalyzed fusion for a high density D-T mixture with 30% tritium concentration

永嶺 謙忠*; 松崎 禎市郎*; 石田 勝彦*; 渡辺 康*; 坂元 真一*; 岩崎 雅彦*; 三宅 康博*; 西山 樟生*; 鳥養 映子*; 栗原 秀樹*; et al.

Muon Catal. Fusion, 5-6, p.289 - 295, 1991/00

トリチウム濃度30%の液体D-Tターゲットに$$mu$$$$^{-}$$パルスビームを照射し、ミューオン触媒核融合実験を行った。$$alpha$$-付着現象にともない生成する$$mu$$$$alpha$$原子から放出される特性X線(8.2keV)の直接測定に成功した。また、測定したX線のスペクトル幅(0.64$$pm$$0.22keV)は、ドップラー効果を考慮した理論に一致した。X線の強度から、実効$$alpha$$付着率として$$omega$$$$_{seff}$$=0.34$$pm$$0.13%を得た。

論文

大気エアロゾルに対する放射性元素状ヨウ素ガスの吸着特性

野口 宏; 村田 幹生; 鈴木 克巳*

保健物理, 25, p.209 - 219, 1990/00

https://doi.org/10.5453/jhps.25.209

大気エアロゾル粒子への放射性元素状ヨウ素(I$$_{2}$$)ガスの吸着による粒子状ヨウ素の生成ならびに粒子状ヨウ素からのヨウ素の脱離についての実験を行なった。その結果、初期I$$_{2}$$ガス濃度が高い領域では約12分以内に吸着反応が平衡に到達すること、およびエアロゾルへのI$$_{2}$$吸着割合は反応時間31分の場合は初期I$$_{2}$$ガス濃度が増加するにつれて減少するが、反応時間が2分の場合はほぼ一定であることがわかった。また、粒子状ユウ素から一部のヨウ素が脱離したが、その大部分はI$$_{2}$$であった。吸着等温線から導き出した吸着評価式を用いて理論的解析を行なった結果、式中の付着確率を0.012としたとき、実験結果をおおよそ説明できることがわかった。

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