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論文

Metal extractions by diglycolamide-type tridentate ligands

佐々木 祐二; 森田 圭介; 佐伯 盛久*; 久松 修吾*; 吉塚 和治*

Proceedings of 21st International Solvent Extraction Conference (ISEC 2017) (Internet), p.131 - 134, 2017/11

ソフト,ハードドナーを含む3つの3座配位系抽出剤を開発した(TODGA, MIDOA, TDGA)。エーテル酸素を持つTODGAはハード金属、エーテル位に窒素を持つMIDOAはソフト金属とオキシアニオン、またエーテル位にイオウを持つTDGAはソフト金属を抽出できる。我々はTODGA, MIDOA, TDGAにより得られた各金属の分配比を比較した。また、これらの結果とIR, NMR, UV、及び化学計算で得られた結果と突き合わせて議論した。

論文

Ion-track grafting of vinylbenzyl chloride into poly(ethylene-$$co$$-tetrafluoroethylene) films using different media

Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 長谷川 伸; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; et al.

Transactions of the Materials Research Society of Japan, 40(4), p.359 - 362, 2015/12

http://doi.org/10.14723/tmrsj.40.359

ナノ構造制御したアニオン交換膜を作製するため、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜に塩化ビニルベンジルモノマーのイオン飛跡グラフト重合を行った。低フルエンスの照射の下でグラフト率をできる限り高めるため、グラフト重合における反応媒質の影響を検討した。反応媒質として純水(H$$_{2}$$O)とイソプロピルアルコール($$i$$PrOH)の混合液を用いた場合、560MeV $$^{129}$$Xeビームによるグラフト率は、H$$_{2}$$O/$$i$$PrOH比の増大とともに高くなり、H$$_{2}$$Oのみのとき最大となった。この結果は、いわゆるゲル効果に類似した現象を考えれば理解できる。すなわち、グラフト鎖は貧溶媒の存在下で反応媒質に不溶となって凝集し、他の鎖との再結合(言い換えれば停止反応)が抑制されることに起因すると考えられる。

論文

Quantum path-integral molecular dynamics calculations of the dipole-bound state of the water dimer anion

志賀 基之; 高柳 敏幸

Chemical Physics Letters, 378(5-6), p.539 - 547, 2003/09

https://doi.org/10.1016/S0009-2614(03)01347-2
 被引用回数：7 パーセンタイル：21.52(Chemistry, Physical)

水ダイマーアニオンについての平衡構造を経路積分分子動力学法によって計算した。過剰電子と原子核の運動の両方を量子力学的に取り扱った。水-水のポテンシャルは半経験的な関数を、電子-水の擬ポテンシャルについては、最近開発された解析関数を用いた。電子が水ダイマーに付加すると、クラスターの構造が極めてフロッピーになることが計算によって示された。特に、ドナー交換,ドナー-アクセプター交換が量子力学的トンネル効果によって、容易に起こる事がわかった。このことは、核と電子の運動を分離するボルンオッペンハイマー近似が成り立たなくなっていることを示唆するものである。

論文

Fluorine-doping in titanium dioxide by ion implantation technique

八巻 徹也; 梅林 励; 住田 泰史*; 山本 春也; 前川 雅樹; 河裾 厚男; 伊藤 久義

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 206(1-4), p.254 - 258, 2003/05

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(03)00735-3
 被引用回数：136 パーセンタイル：98.9(Instruments & Instrumentation)

二酸化チタン(TiO$$_{2}$$)単結晶に1$$times$$10$$^{16}$$から1$$times$$10$$^{17}$$ions cm$$^{-2}$$の200eV F$$^{+}$$を注入し、1200$$^{circ}C$$までの等時アニールを各ステップ5時間ずつ行った。アニールに伴う照射損傷の回復過程については、ラザフォード後方散乱/チャネリング解析とエネルギー可変ビームを用いた陽電子消滅測定で調べた。1200$$^{circ}C$$でアニールすると、空孔型欠陥の外方拡散によって結晶性が完全に回復した。二次イオン質量分析によれば、本試料は深部から表面へ向かって増大するような不純物濃度プロファイルを有していた。密度汎関数理論に基づいたバンド構造計算を行った結果、FドープはTiO$$_{2}$$の伝導帯の下端付近にわずかな変化を及ぼし、これによりバンドギャップ制御が可能であることを明らかにした。

論文

低温域におけるポジトロニウム形成; 浅く捕まった電子の役割

平出 哲也

放射線化学, (75), p.46 - 51, 2003/03

1980年代から低温でいろいろな物質中でポジトロニウム形成の増加現象が見られてきたが、その後、長い間、誤った解釈がされてきた。1998年、新しい機構でこの現象を説明し、予言される現象を実験により確かめてきた。このポジトロニウム形成機構を現在まで行ってきた実験結果をもとに説明し、また、この機構をもとにポジトロニウム形成の放射線化学的実験手法としての可能性についても述べ、解説する。

報告書

茂原ガス田の地下水中有機酸

亀井 玄人

JNC TN8400 2000-030, 17 Pages, 2000/12

JNC-TN8400-2000-030.pdf:0.44MB

海水起源堆積岩中地下水の代表例として、千葉県茂原ガス田の地下水を対象に、有機炭素(TOC)および有機酸(ギ酸、酢酸、乳酸、コハク酸、プロピオン酸 、吉草酸、酪酸、フミン酸およびフルボ酸)についても濃度を測定した。その結果、TOCが22$$pm$$1$$sim$$24$$pm$$0MG/Lの値を示し、有機酸はコハク酸とフルボ酸のみが検出され、それぞれ5.8$$pm$$0.5$$sim$$8.3$$pm$$0.3MG/Lの濃度であった。地下水の温度やSO42-濃度を考慮すると、微生物の活動によってたとえばCH$$_{3}$$COO$$^{-}$$ + H$$_{2}$$O = HCO$$_{3}$$$$^{-}$$ + CH$$_{4}$$のように示される反応が進行し、メタンとして滞留しているものと考える。

論文

Extraction of hetero polyanions, P$$_{2}$$W$$_{17}$$O$$_{61}^{10-}$$, P$$_{2}$$W$$_{18}$$O$$_{62}^{6-}$$, SiW$$_{11}$$O$$_{39}^{8-}$$, by TBP

朝倉 俊英; Donnet, L.*; Picart, S.*; Adnet, J.-M.*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 246(3), p.651 - 656, 2000/12

https://doi.org/10.1023/A:1006795929703
 被引用回数：11 パーセンタイル：59.78(Chemistry, Analytical)

硝酸または塩酸水溶液から、TBPを用いて、ヘテロポリアニオン、P$$_{2}$$W$$_{17}$$O$$_{61}^{10-}$$,P$$_{2}$$W$$_{18}$$O$$_{62}^{6-}$$,SiW$$_{11}$$O$$_{39}^{8-}$$を抽出できることを見いだした。特にP$$_{2}$$W$$_{17}$$O$$_{61}^{10-}$$について抽出機構を検討した。抽出はH$$_{10}$$P$$_{2}$$W$$_{17}$$O$$_{61}$$の形でなされると考えられる。分配比は、H$$^{+}$$濃度、フリーTBP濃度、水溶液のイオン強度に依存する。硝酸水溶液系での分配比推算式を導出した。

報告書

原子炉環境水化学因子による応力腐植割れ抑制機構の研究,原子力基礎研究 H10-004(委託研究)

柴田 俊夫*; 春名 匠*; 藤本 慎司*; Zhang, S.*

JAERI-Tech 2000-061, 38 Pages, 2000/09

JAERI-Tech-2000-061.pdf:10.98MB

原子炉高温高圧水環境におけるステンレス鋼の水化学因子による応力腐食割れ抑制の一般的法則の確立を目的として、高温高圧水環境対応型CCDカメラ付き低ひずみ速度応力腐食割れ試験装置を開発し、この装置を用いて鋭敏化304ステンレス鋼の応力腐食割れに及ぼす温度及びSO$$_{4}^{2-}$$,B$$_{4}$$O$$_{7}^{2-}$$の影響を検討した。その結果、SO$$_{4}^{2-}$$を含む水溶液中では、100$$^{circ}C$$から250$$^{circ}C$$まで温度を上昇させるとき裂発生時間が減少するが、150$$^{circ}C$$においてき裂発生頻度が最大値を示すことを見いだした。一方、B$$_{4}$$O$$_{7}^{2-}$$を含む水溶液中では、100$$^{circ}C$$から250$$^{circ}C$$にいずれの温度においてもゲージ部にき裂が発生せず、B$$_{4}$$O$$_{7}^{2-}$$はき裂の発生を抑制することが明らかになった。この応力腐食割れ発生に及ぼすアニオンの影響は、硬い柔らかい酸塩基則から得られるアニオンの硬さで整理できることが示唆される。

報告書

イオン交換法によるFBR燃料再処理の研究

韋 悦周*; 新井 剛*; 熊谷 幹郎*

JNC TJ9400 2000-002, 80 Pages, 2000/02

JNC-TJ9400-2000-002.pdf:4.67MB

本研究は、革新的技術アイデアにより経済性の高い高速炉燃料(MOX燃料)再処理プロセスを構築することを目標に、溶媒抽出法以外の湿式分離法として、イオン交換法による再処理プロセスの成立可能性を検討することを目的としている。そのため、これまでの基礎研究で得られている知見を基に、FBR燃料サイクルの特徴を踏まえたイオン交換法を中心とする再処理プロセスを策定した。本プロセスは、高速アニオン交換体を用いるイオン交換分離主工程および高選択性含浸吸着剤を用いる抽出クロマト法によるマイナーアクチニド分離工程より構成されている。策定したプロセスについて、処理規模200tHM/yの再処理プラントにおける分離工程のケミカルフローシート、物質収支図、主要機器のリストおよび各設備の配置概念図を作成することにより、主要工程における主要物質(含主要試験、廃棄物)の物流/物量、主要機器の概念/大きさおよび数量等を明らかにした。また、経済性、資源の有効利用性、環境負荷低減性および核拡散抵抗性の観点から本プロセスと簡素化ピュレックスプロセスとの概略比較を行い、それぞれの得失を評価した。さらに、実用化プロセスとしての成立性を高めるための技術的課題を摘出した。

論文

Decay behaviors of H$$_{2-}$$ anions in solid parahydrogen; Effect of nuclear spins on chemical reactions

熊田 高之; 稲垣 裕久*; 北川 尚紀*; 駒口 健治*; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎*

Journal of Physical Chemistry B, 101(7), p.1198 - 1201, 1997/00

https://doi.org/10.1021/jp962458m
 被引用回数：12 パーセンタイル：40.46(Chemistry, Physical)

固体パラ水素に$$gamma$$線照射することによって生成した、H$$_{2-}$$アニオンの減衰に、核スピン状態による違いがみられた。これは減衰過程においてパラH$$_{2-}$$からオルソH$$_{2-}$$へ核スピン状態の変換が同時に起きていることを示唆する。またこの変換は、等核2分子中での波動関数の反対称性の要請によって説明できることがわかった。他に、H$$_{2-}$$アニオンの減衰機構、また固体水素中での拡散についても同時に論じる。

論文

Experimental observation of H$$_{2}^{-}$$ anions by high-resolution ESR spectroscopy in $$gamma$$-ray irradiated quantum solid parahydrogen at 4.2K

熊田 高之; 稲垣 裕久*; 長澤 孝郎*; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎*

Chemical Physics Letters, 251(3-4), p.219 - 222, 1996/03

https://doi.org/10.1016/0009-2614(96)00088-7
 被引用回数：22 パーセンタイル：61.4(Chemistry, Physical)

ESRを用いてラジカルを測定するにあたり、核スピンの存在しないパラ水素を媒質として用いると、高分解能のスペクトルを得ることができる。今回極低温固体パラ水素中で初めてH$$_{2}^{-}$$アニオンの観測に成功した。またパラ水素から生成したH$$_{2}^{-}$$アニオンのパラ-オルソ比が1:3であることから、アニオン生成過程において、本来禁制であるはずのオルソ-パラ遷移がおきていることもあわせて確認された。

論文

Changes in biochemical properties of ovomucoid by radiation

J.-S.Yang*; J.-H.Kim*; 松橋 信平; 久米 民和

Radiation Physics and Chemistry, 48(6), p.731 - 735, 1996/00

https://doi.org/10.1016/S0969-806X(96)00062-X
 被引用回数：7 パーセンタイル：54.39(Chemistry, Physical)

鶏卵のアレルギーの原因物質の一つとして考えられているオボムコイドについて、照射による諸性質の変化について検討した。オボムコイドのトリプシン阻害活性は照射によって指数関数的に減少し、N$$_{2}$$中の失活がO$$_{2}$$中より大きかった。ELISA法で測定した抗原性も、ほぼ同様に減少した。オバルブミンなどのタンパク質では、通常照射による変化はO$$_{2}$$によって促進されるが、オボムコイドの場合には逆の結果となり、O$$_{2}$$による保護効果がみとめれらた。ラジカルアニオンの効果を調べた結果、(CNS)$$_{2-}$$はトリプシン阻害活性の失活を著しく抑えたが、Br$$_{2-}$$はわずかに促進した。これらのラジカルアニオンの効果は、タンパク質の構想変化に対しても同様であった。従って、オボムコイドの生物活性の変化は、活性部位のアミノ酸の変化よりも構造変化によるものと考えられた。

報告書

オーバーパック材としての炭素鋼の耐久性 -オーバーパック候補材料の一次選定および大気開放条件下での炭素鋼の腐食試験-

石川 博久*

PNC TN8410 90-067, 112 Pages, 1990/05

PNC-TN8410-90-067.pdf:0.09MB

本研究は、1.オーバーパック候補材料の一次選定および2.第一候補材として選定した炭素鋼のオーバーパックへの適用性検討を目的としたものである。候補材料の選定は主に耐食性の観点から検討し、炭素鋼(軟鋼,鋳鋼)、チタン(およびチタン合金)、純銅およびハステロイの6種類の材料を選定した。炭素鋼の腐食試験は、溶存酸素濃度が高い条件下で、腐食への影響が考えられる陰イオン、温度、ベントナイトの含水比などの環境因子についてその影響を調べた結果、次のことがわかった。1.腐食形態は、ベントナイトが共存する場合の方が、溶液だけの場合に比べ腐食の局在化が生じやすい傾向にあった。2.陰イオンなどの環境条件は、今回対象とした試験条件の範囲ではベントナイト共存下での平均腐食速度に対し、その影響は小さいことがわかった。今後は、腐食の局在化の評価に加えて、より処分環境に近い条件(低酸素濃度および圧縮ベントナイト共存など)下での腐食挙動の把握を行う予定である。

論文

Effect of radical anions on the inactivation of glucose isomerase

久米 民和; 武久 正昭

Agricultural and Biological Chemistry, 47(2), p.359 - 363, 1983/00

https://doi.org/10.1271/bbb1961.47.359

照射により生成したラジカルアニオンによるグルコースイソメラーゼの失活について検討した。精製酵素を水溶液(pH7.0)中で照射した場合、Br$$_{2}$$$$^{-}$$は著しい増感効果を示し、(CNS)$$_{2}$$$$^{-}$$は保護効果を示した。また、Br$$_{2}$$$$^{-}$$は高pH溶液での酸素の失活を増感しなかった。これらの結果および各アミノ酸との反応性から、グルコースイソメラーゼの活性にはヒスチジン残茎が関与していることが推定された。Streptomyces菌体内グルコースイソメラーゼの失活もまたBr$$_{2}$$$$^{-}$$により著しく増大された。一方、KCNS,tert-BuOH,O$$_{2}$$はin vitroの照射では保護効果を示すのに対し、in vivoでは失活を増大した。これらの物質はグルコースイソメラーゼの活性部位に直接作用はしないと考えられるので、細胞内の保護物質の破壊といった間接効果によって失活が増大されたものと考えられた。

論文

Anion radical of 2-chlorothiophene; A $$sigma$$$$^{ast}$$ radical

永井 士郎; T.Gillbro*

J.Phys.Chem., 81(18), p.1793 - 1794, 1977/00

2-クロルチオフェンの単結晶を作成して、77kで$$gamma$$線照射しESRスペクトルにより生成ラジカルを検討した。77kで観測されたスペクトルの異方性と、別に測定した多結晶試料からのスペクトルとの比較から、$$^{3}$$$$^{5}$$Clと$$^{3}$$$$^{7}$$Clの超微細結合定数とgテンソルの主値が沢定できた。実験的に求められたスピン密度は、CNDO法により計算した2-クロルチオフェンアニオンラジカルについての値と非常によく一致した。このアニオンラジカルにおいて不対電子は非結合性軌道に存在しており、新しいタイプの$$sigma$$$$^{ast}$$ラジカルであることがあきらかになった。77kから昇温するとアニオンラジカルによるスペクトルはSラジカル特有のスペクトルに変化し、アニオンラジカルからC-S結合の切断が起こることが示された。

口頭

Ion-track grafting of vinylbenzyl chloride into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) films using different media; Comparison with $$gamma$$-ray-induced grafting

Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 長谷川 伸; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; et al.

no journal, , 

ナノ構造制御したアニオン交換膜を作製するため、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜に塩化ビニルベンジルモノマーのイオン飛跡グラフト重合を行った。低フルエンスの照射の下でグラフト率をできる限り高めるため、グラフト重合における反応媒質の影響を検討するとともに、放射線化学的な興味から$$gamma$$線グラフト重合との比較を試みた。反応媒質として純水(H$$_{2}$$O)とイソプロピルアルコール(iPrOH)の混合液を用いた場合、560MeV $$^{129}$$Xeビームによるグラフト率は、H$$_{2}$$O/iPrOH比の増大とともに高くなり、H$$_{2}$$Oのみのとき最大となった。$$gamma$$線グラフト重合においても、反応媒質の影響は同じ傾向を示したが、グラフト率自体は同線量の前照射の下で低く、イオンビームとの線種の違いが確認された。

口頭

放射線グラフト重合により作製したイミダゾリウム含有グラフト型アニオン伝導電解質膜の階層構造と燃料電池特性

吉村 公男; Zhao, Y.; 越川 博; 八巻 徹也; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 小泉 智*; 前川 康成

no journal, , 

水加ヒドラジンなどの液体燃料が使用可能なアルカリ形非白金燃料電池において、アニオン伝導電解質膜のアルカリ耐性の向上が求められている。本研究では、2-メチル-1-ビニルイミダゾールのグラフト重合によりアルカリ分解反応の起点となるイミダゾリウム環の2位炭素をメチル基で保護したアニオン膜を作製し、膜物性および階層構造を調べた。アルカリ耐性を評価した結果、2位にメチル基を導入することで、80$$^{circ}$$Cの1M KOH中での長期耐久性に大幅な改善が見られた。また、本研究のアニオン膜を用いた水加ヒドラジン燃料電池において、最大出力210mW cm$$^{-2}$$を確認した。中性子小角散乱(SANS)-コントラスト変調法によるアニオン膜の構造解析より、膜中で結晶相が一様に分散することおよび親水性のイオンチャンネル領域が疎水性領域と相分離し、イオン伝導に有利な構造であることがわかった。

口頭

高エネルギー重イオンビームによる燃料電池用ナノ構造制御電解質膜の開発; アニオン交換膜の作製と特性

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 浅野 雅春; 前川 康成; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*

no journal, , 

本研究では、高分子薄膜の高エネルギー重イオンビーム照射で局所的に形成される反応活性種(ラジカルあるいは過酸化物)を利用してアニオン交換膜の作製を行った。直径が数十$$sim$$数百nmという潜在飛跡の各々に水酸化アルキルトリメチルアンモニウム基を集積させた、このいわゆるナノ構造制御電解質膜では、基材高分子膜の大部分が未改質であるため、含水膨潤が抑制された一方、膜厚方向において高い水酸化物イオン伝導性を示した。これにより、イオンビームによる我々独自のナノ構造制御技術が有する可能性を探索できた。

口頭

エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜への塩化ビニルベンジルのイオン飛跡グラフト重合反応; 反応媒質効果の速度論的解析

八巻 徹也; Nuryanthi, N.*; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 浅野 雅春*; 前川 康成; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*

no journal, , 

イオン飛跡グラフト重合を利用した燃料電池用アニオン交換膜の開発では、照射イオンのフルエンスを低くした上で、いかにグラフト率(DOG)を増加させ十分なイオン交換容量を確保するかが鍵である。本研究では、DOGを高める試みとして、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜への塩化ビニルベンジル(VBC)のイオン飛跡グラフト重合を異なる反応媒質で行い、その効果をDOGの経時変化から速度論に基づいて解析した。具体的には、反応媒質である水-イソプロピルアルコール溶液の混合比を変化させ、そのときに初期重合速度(r$$_{p0}$$)、ラジカル再結合速度($$gamma$$)、グラフト効率(r$$_{p0}$$/$$gamma$$)が受ける影響を追跡した。ETFE鎖上のラジカルはVBCグラフト重合とイソプロピルアルコールへの連鎖移動との競合反応により消費されると仮定した上で、ゲル効果やETFE膜の膨潤を考慮すると、各因子の挙動はすべて説明することができた。

口頭

Ion-track grafting of vinyl benzyl chloride into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) film by different ion beams

Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 喜多村 茜; 越川 博; 吉村 公男; 澤田 真一; 浅野 雅春*; 前川 康成; 鈴木 晶大*; 寺井 隆幸*

no journal, , 

燃料電池用アニオン交換膜の開発手法としてイオン飛跡グラフト重合を利用している。この手法では、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)膜へイオン照射した後、その潜在飛跡の一つひとつに塩化ビニルベンジル(VBC)をグラフト重合する。本研究では、種々のイオンを照射したETFE膜における飛跡内ラジカルの挙動とVBCグラフト率との相関を調べた。イオンの質量数とエネルギーに対する依存性から、LETだけでなく飛跡内動径方向の線量分布を考慮する必要があることが初めて見出された。このような飛跡構造を制御することによって、得られるアニオン交換膜のさらなる性能向上が期待できる。

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