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大村 嘉人*; 土肥 輝美
ライケン, 21(2), p.27 - 28, 2021/04
地衣類研究会誌上にて、最近刊行された地衣類の科学論文を紹介する。「量子化学計算を用いた地衣類における放射性セシウムと他のアルカリ金属の保持機構の推定」Suno, H., Machida, M., Dohi, T. and Ohmura, Y., Quantum chemical calculation studies toward microscopic understanding of retention mechanism of Cs radioisotopes and other alkali metals in lichens. 2021 Scientific Reports 11: 8228.
数納 広哉; 町田 昌彦
RIST News, (66), p.3 - 16, 2020/10
原子力発電所事故により環境中に放出され陸域に降着した放射性セシウムは、森林内において、地衣類や菌類等に蓄積・保持されることが知られている。特にキノコにおいては、その傘部分に放射性セシウムの濃縮が観察され、セシウムイオンは傘の色素分子と錯体を形成すると考えられている。本研究では、キノコ色素分子の代表例としてノルバジオンA分子に着目し、最新の量子化学計算手法を用いて、水溶液中でのアルカリ金属イオン錯体の分子構造と錯体形成におけるセシウムイオンに対する選択性(他のアルカリイオンとの錯体形成自由エネルギーの差)を評価した。その結果、アルカリ性の水溶液中で、ノルバジオンAはセシウムイオンと選択的に錯体を形成することが分かった。この計算結果は、キノコにおける放射性セシウム濃縮の謎を解く鍵になると考えられる。
馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵*
Applied Surface Science, 384, p.511 - 516, 2016/10
被引用回数：5 パーセンタイル：25.9(Chemistry, Physical)層状酸化物に吸着した放射性セシウムの化学結合状態を明らかにするため、放射性セシウムの原子数に匹敵するレベルの極微量セシウムおよび他のアルカリ金属について、放射光を用いたX線光電子分光測定を行った。人造マイカ表面に吸着したセシウムでは、X線の全反射条件で光電子分光測定を行うことにより、1cm
あたり100ピコグラム(200ベクレルの
Csに相当)までのセシウムの測定が可能となった。光電子分光スペクトルを詳細に解析したところ、セシウムとルビジウムでは極微量になるほど、内殻結合エネルギーが低エネルギー側にシフトした。一方、ナトリウムでは逆の傾向が認められた。これらの化学シフトを点電荷モデルにより解析した結果、いずれのアルカリ金属においても、金属-酸化物間の結合は微量になるほど、より分極が大きくなりイオン結合性が高くなることが明らかとなった。
渡辺 武志*; 津島 悟*; 山本 一良*; 富岡 修; 目黒 義弘; 中島 幹雄; 和田 隆太郎*; 長瀬 佳之*; 福里 隆一*
Proceedings of 2nd International Symposium on Supercritical Fluid Technology for Energy and Environment Applications (Super Green 2003), p.363 - 366, 2004/00
乾式再処理において使用される固体陰極に付着した溶融塩(LiCl-KCL)を分離,回収する方法を開発することを目的とし、メタノール,エタノール,TBPなどをモディファイヤーとして用いる超臨界二酸化炭素リーチング(SFL)法による海砂-アルカリ金属塩の混合試料からのアルカリ金属の分離挙動を調べた。抽出剤として、ジシクロヘキサノ-18C6, 18C6, 15C5を用いた。メタノールをモディファイヤーとして用いるSFL法によってLiClを分離,回収できた。クラウンエーテルを抽出剤として用いることによってKとSrを高効率に分離できることを見いだした。分離効率は15C5
18C6DC18C6の順に大きくなった。
長瀬 佳之*; 増田 薫*; 和田 隆太郎*; 山本 一良*; 富岡 修; 目黒 義弘; 福里 隆一*
Proceedings of 2nd International Symposium on Supercritical Fluid Technology for Energy and Environment Applications (Super Green 2003), p.254 - 257, 2004/00
超臨界二酸化炭素リーチング(SFL)法を用いた放射性廃棄物の除染法を開発している。これまでに以下のことを明らかにした。(1)ウランの分離にはTBP-HNO
錯体が、アルカリ金属の分離にはクラウンエーテルが有効な抽出剤であること。(2)SFL操作条件の中で40
80
Cの温度範囲においては高温であるほど、1540MPaの圧力範囲では低圧であるほどウランの分離効率が高いこと。(3)抽出剤であるTBP-HNO錯体を含む超臨界二酸化炭素中においてステンレス鋼(SUS316)が腐食せず安定であること。
C=C:) from charge inversion mass spectrometry早川 滋雄*; 友澤 浩二*; 竹内 孝江*; 荒川 和夫; 森下 憲雄
Physical Chemistry Chemical Physics, 5(11), p.2386 - 2390, 2003/05
被引用回数：15 パーセンタイル：44.45(Chemistry, Physical)電荷逆転質量分析における負イオンは、正イオンとアルカリ金属との衝突により励起中性化を経て、自動解離後にさらにアルカリ金属からの電子移動により負イオンを生成する。異性体であるアセチレンとビニリデンクロライドから生成されるCH
は、アルカリ金属(Na, K, Rb及びCs)の種類により、生成負イオンのスペクトルが異なることを見いだした。このスペクトルでは、両異性体からのCHは、アルカリ金属のイオン化電圧が低いほどCH
に対してCイオンの強度の割合が大きく、さらにCとCHイオン生成量の比がHCCHとHC=C:で大きく異なることを見いだした。この結果の解析により、高励起中性種CH
の内部エネルギーは、アルカリ金属種により異なり、内部エネルギーの違いにより解離反応が異なることを明らかにし、さらに高励起中性種を経ずに、CHとHに直接解離する反応が存在することを明らかにした。
早川 滋雄*; 原田 謙吾*; 渡辺 信明*; 荒川 和夫; 森下 憲雄
International Journal of Mass Spectrometry, 202(1-3), p.A1 - A7, 2000/10
被引用回数：16 パーセンタイル：60.07(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)励起種の解離は、化学反応で最も重要な過程の一つであり、これまで主として分子衝突法や光励起法によって調べられてきた。質量分析計は、気相における不安定な中間体を生成させるのに適しているため、種々の安定・不安定イオンの解離課程を研究することができる。しかし、この方法は、電荷を持たない中性種を研究することが難しい。そこで本研究ではCD
OHとCHODの衝突誘起解離(CID)スペクトルと電荷逆転スペクトルを用いて中性種の解離課程の検討を試みた。CIDにおける主な解離課程は、メチル基からの水素原子の脱離であり、他方電荷逆転質量分析においては、ヒドロキシル基から水素原子の脱離を経ていることがわかった。ヒドロキシル基からの水素原子の脱離は、メタノールの光誘起解離における主な課程であることも報告されており、中性中間種の解離課程の研究に電荷逆転質量分析法が有用であることを証明している。
早川 滋雄*; 原田 謙吾*; 荒川 和夫; 森下 憲雄
Journal of Chemical Physics, 112(19), p.8432 - 8435, 2000/05
被引用回数：19 パーセンタイル：50.82(Chemistry, Physical)MS/MS(Mass Separation/Mass Spectral Characterization)システムの質量分析計を用いた電荷逆転実験において、質量弁別した正イオンがアルカリ金属ターゲットとの衝突により、二電子移動反応で生成した負イオンの質量分析を行った。thermometer molecule(温度計分子)W(CO)
等を用いて内部エネルギーを測定した結果、W(CO)による測定値と先駆体イオンのエネルギーレベルの差は、Csターゲットのイオン化エネルギーと良く一致した。この一致は、電荷逆転法における中性化が、近共鳴でおこるため、特定のエネルギー状態の中間体となり、この中間体が解離していることを示している。
岩瀬 正則*
JNC TJ8400 2000-063, 78 Pages, 2000/03
JNC-TJ8400-2000-063.pdf:1.93MB
本研究は、焼却灰を介した溶融金属の酸化反応を制御し、かつそれをスラグ除染に積極的に利用する手段を確立すること最終目的としており、本年は焼却灰の主成分である複数のアルカリ硫酸塩を含む混合溶融塩の物理化学的性質、中でも融体中の酸化物イオンの物理化学的挙動を、溶融塩中のCu2+/Cu+酸化還元平衡によって調査した。2元系、3元系アルカリ金属硫酸塩中のCu2+/Cu+平衡におよぼす諸因子の影響のうち、本年度は特にガス分圧(酸素分圧、SO2分圧)について重点的に調査した。硫酸塩融体中におけるCu2+/Cu+比の酸素分圧、SO2分圧依存の関数形を提示し、その妥当性を熱力学的に検証した。さらに本年度は、高温腐食現象の機構解明の端緒として、複数のアルカリ硫酸塩を含む混合溶融塩中へCr2O3溶解実験を行った。結果から、一定温度および雰囲気において平均イオン半径、換言すれば酸素イオン活量が同じ融体は、同様の酸化物溶解挙動を示すという重要な知見が得られた。
not registered
PNC TJ1601 98-004, 16 Pages, 1998/03
原子力に関する環境影響評価は局地を対象としたものが多く、評価モデルの各パラメータはその対象地域固有の値を用いている。近年、対象地域を限定しないGeneral modelの開発が進められているが、土壌性状等の環境条件は地域によって大きく変動するため、利用するパラメータも広範な環境条件に対応できるものを収集する必要がある。本調査研究は、その一環として、我が国における地質分布、植生等について系統的に取りまとめるとともに、土壌の物理・化学的性状と各種元素の土壌粒子への収着因子の解析及び可吸態にに関する調査を実施し、General modelに活用可能なパラメータを整備することを目的とする。
和田 幸男; 船坂 英之; 明珍 宗孝; 山本 和典; 原田 秀郎; 北谷 文人; 鈴木 政浩
PNC TN8100 96-005, 16 Pages, 1996/01
本資料は、先端技術開発室で現在実施している各種研究の内容と成果の概要および計画をまとめたものである。なお、各研究項目については、各々、投稿論文および社内報告資料として詳細に報告がなされているので、本資料はそれをダイジェスト版的にまとめたものである。
H
isomeric ions by charge inversion mass spectrometry using an alkali metal target早川 滋雄*; 遠藤 博久*; 荒川 和夫; 森下 憲雄; 杉浦 俊男*
Int. J. Mass Spectrom. Ion Process, 151, p.89 - 95, 1995/00
電子衝撃で生成する正イオンとアルカリ金属ターゲトの衝突により,2電子移動で生成される負イオンをMS/MSにより検出する荷電逆転質量分析法を開発した。異性体であるアレンとプロピンから生成するCHイオンとCsターゲットの衝突により負イオンCHm(m=0~3)を生成する。水素原子を2個以上脱離するCHn(n=0~2)イオンは両試料ともほぼ同じ強度を示すが、プロピンで生成するCH
イオンの強度はアレンを用いた場合の約2倍でかつピークの幅も広い。このピークの半値巾から計算した運動エネルギー放出は、プロピンで0.64eV、アレンで0.28eVと大きな差異を示した。これらの異性体によるイオン生成の違いは、電子移動による中性化反応過程における励起レベルの違いにより説明できる。通常の衝突誘起解離では、異性体イオンについて弁別することができないが、本方法では可能であることが明らかになった。
with the perovskite structure日夏 幸雄
Journal of Alloys and Compounds, 203, p.251 - 257, 1994/00
被引用回数：23 パーセンタイル：81.05(Chemistry, Physical)ペロブスカイト構造を持つアルカリ金属ウラン酸塩MUO(M=Li,Na,K,Rb)の磁気的性質について研究した。この研究では、理想的なペロブスカイト型構造を持つRbUOを合成した。4.2Kから室温までの磁化率測定から、約27Kで磁気転移することを見出した。ウラン5価による常磁性共鳴吸収スペクトルは4.2Kでも測定できなかった。磁化率と光吸収スペクトルの結果を、オクタヘドラル対称結晶場モデルで解析した。MUOの磁気転移温度、結晶場パラメータを比較、議論した。
藤野 威男
日本原子力学会誌, 20(4), p.241 - 254, 1978/04
被引用回数：5ウラン酸塩の研究は最近活発で、ここ数年間の報文の数も多数にのぼる。ウラン酸塩に関する基礎知識はUO燃料と核分裂生成物との反応を知るうえにも役立つから、ここでウラン酸塩について発表された報文をまとめて、その結晶構造、製法、物理、化学的性質の主なものを表として参考に供し、さらに化合物に共通した一般的特徴を述べることを試みた。ウラン酸塩としてはアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩に対象をしぼり、水和物およびCaSrUOのような四元素塩は省いた。
菊池 輝男; 岩本 多實
JAERI-M 5927, 22 Pages, 1974/12
ニードルコークス黒鉛およびギルソコークス黒鉛中のストロンチウムの拡散を調べた。一部の黒鉛については、バリウムおよびセシウムの拡散を調べた。フィラー粒子の大きい黒鉛中のストロンチウムの拡散係数は、フィラー粒子の細かい黒鉛にくらべて、大きな値を示した。セシウムは黒鉛中を2種の拡散機構により移動することが観察された。10種の黒鉛について、ストロンチウムの拡散のオートラジオグラムをとった。これを検討した結果、ストロンチウムの拡散はフィラー粒子内よりは、バインダー領域において容易におこることが判明した。一部の黒鉛について、黒鉛中のストロンチウムの拡散におよぼすその濃度の影響を調べた。その結果、ストロンチウムの濃度が小さくなるに従って、その拡散係数も小さくなることがわかった。
川合 康太*; 中野 義夫*; 竹下 健二*; 永井 崇之; 小林 秀和; 天本 一平; 菖蒲 康夫
no journal, ,
ガラス固化溶融炉内の現象解明を目的として、高レベル廃液の熱分解挙動を検討している。ここでは、模擬高レベル廃液(sHLLW)中のルテニウムの存在がsHLLW中に含まれる他の主要金属硝酸塩の熱分解に与える影響を熱重量分析計を用いて検討を行った。その結果、ランタノイド硝酸塩およびアルカリ金属硝酸塩の熱分解反応に、ルテニウムが触媒として作用している傾向があることが判明した。これによりsHLLWの熱分解挙動が、より正確に再現できるようになった。
馬場 祐治; 下山 巖; 平尾 法恵*
no journal, ,
酸化物および層状酸化物に吸着した微量のアルカリ金属(Na, Rb, Cs)およびアルカリ土類金属(Sr)の化学結合状態を、X線光電子分光法(XPS)により調べた。X線の全反射条件でXPSを測定することにより、XPSスペクトルのバックグラウンドが大幅に低下し、これにより1平方センチメートル当たり100ピコグラムまでのセシウム、150ピコグラムまでのストロンチウムのXPS測定が可能となった。この量は放射性核種の量に換算すると200ベクレルのCs、300ベクレルの
Srに相当する。このことから、全反射XPSにより、これらの放射性核種の量に匹敵する極めて微量の原子の化学結合状態が可能であることが分かった。層状酸化物に吸着したアルカリ金属の化学結合状態の観察結果を点電荷モデルで解析した結果、放射性核種に相当する極微量レベルになると、金属-酸化物間の分極が大きくなり、よりイオン結合性が強い状態で層間に結合していることが明らかとなった。
山本 昌彦; Do, V. K.; 田口 茂郎; 高村 禅*; 久野 剛彦
no journal, ,
マイクロデバイス化が可能な液体電極プラズマを利用した発光分光法(LEP-OES)により、アルカリ金属・アルカリ土類金属であるNa, K, Ca, Sr, Baの測定条件を最適化し、高レベル放射性廃液等の再処理工程試料の測定を試みた。
