Velocity and metastable state population distributions of laser-ablated neodymium

Wang, H.*; 宮武 宇也*; 大場 弘則; 佐伯 盛久; 宮部 昌文; 柴田 猛順; 飯村 秀紀

Review of Scientific Instruments, 75(10), p.3775 - 3776, 2004/10

https://doi.org/10.1063/1.1783599

金属ネオジムのターゲットをレーザーで照射し、アブレーションにより生成されるプルームの特性をレーザー誘起蛍光法の手法で調べた。その結果、プルーム中でのネオジムの中性原子及びイオンのエネルギー分布が、アブレーションレーザーのエネルギー密度,雰囲気ガス圧でどのように変化するかが明らかになった。またネオジム原子の準安定準位のポピュレーション分布を決定した。これらは、レーザーアブレーションをイオン源やレーザー分光に適用するのに有用なデータである。

Collimation properties of a laser ion source measured using the multichannel Faraday cup

田村 浩司

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(9), p.5845 - 5848, 2002/09

https://doi.org/10.1143/JJAP.41.5845

レーザー光イオン化プラズマから引き出されたネオジムイオンビームの収束特性を、多チャンネルファラデーカップを掃引することにより測定した。ファラデーカップ位置でのイオンビームは、引き出し電極系に半球型電極を配し収束電場を設けることにより収束することができた。また、中心イオンビーム強度はこれにより約36倍に増加した。この結果は、レーザー光イオン化イオン源の利用に有益である。

Ion beam distributions from a laser ion source with a pair of semicylindrical electrodes measured by a multichannel Faraday cup

田村 浩司

Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 41(1), p.405 - 409, 2002/01

https://doi.org/10.1143/JJAP.41.405

レーザー光イオン化プラズマから引き出されたネオジムイオンビームの強度分布を多チャンネルファラデーカップを掃引することにより測定した。ファラデーカップ位置でのイオンビームは、従来のイオン引出し方法では空間電荷等の原因により広がりが大きいものであったが、引き出し系外側に半円筒型電極を配し、同心円状電位分布を設けることによりビーム幅は減少した。中心イオンビーム強度は、これにより約2倍に増加した。この結果は、レーザー光イオン化イオン源の応用に有益である。

高感度吸光光度法を用いた高放射性廃液中の微量プルトニウム分析法の開発

実方 秀*; 新津 好伸*; 久野 剛彦; 佐藤 宗一; 黒沢 明

JNC TN8410 2001-002, 66 Pages, 2000/12

JNC-TN8410-2001-002.pdf:2.03MB

再処理施設から発生する高放射性廃液(High Active Liquid Waste:以下HALWと略記)中の微量プルトニウム分析法として、従来の吸光光度法よりも低濃度域における測定に優れ、査察側検認分析法としての応用が期待される高感度吸光光度法(High Performance Spectrophotometry:以下HPSPと略記)を検討した。コールド試験では、プルトニウム代替物質としてプルトニウム(VI)の吸収波長近傍に吸収ピークを示すネオジムを用いてピーク強度算出方法の検討を行ったところ、3波長法が本法において有効であった。硝酸プルトニウム溶液の測定では、011mgPu/Lにおいて信号強度との間に良好な直線関係を有することがわかった。さらに実際のHALWの組成を模擬してマトリクスを複雑にした溶液(模擬HALW)にプルトニウムを添加した試料の測定を行ったところ、同様に011mgPu/Lについて良好な直線関係が得られた。また、HALWにプルトニウムを標準添加した場合も同様に良好な直線関係が得られた。本法は、サンプル中の硝酸濃度、スラッジ及び共存元素による影響を受けることから、それぞれの依存性について調査したところ、硝酸濃度24mol/Lで測定値が約14%変動することがわかった。またスラッジについては、ろ過による除去が必要であり、共存元素については光学調節によるベーススペクトルのバランス調整によって影響を排除することができた。低濃度プルトニウム試料を測定する場合については、ピーク強度とノイズ成分の比(S/N比)が相対的に小さくなることから、積算平均化法、単純移動平均法、フーリエ解析法によるスペクトルのS/N比向上を検討した。検討結果から、積算平均化法と単純移動平均法を組み合わせて用いることが本法の特性上最適であり、硝酸プルトニウム溶液測定時における検出限界値は0.07mgPu/Lとなった。また、プルトニウム含有模擬HALW溶液を測定した時の検出限界値は0.2mgPu/Lであった。さらに、実際のHALWを用いた場合についても、検出限界値は0.2mgPu/Lであることが予想される。

Development of Cr,Nd:GSGG laser as a pumping source of Ti:sapphire laser

田村 浩司; 有澤 孝

JAERI-Tech 99-058, 13 Pages, 1999/08

JAERI-Tech-99-058.pdf:1.2MB

クロム、ネオジムドープのGSGGレーザーはヤグレーザーよりも原理的に効率が高く、チタンサファイアレーザーなどの高効率励起用光源となる可能性がある。そのため、GSGGレーザーを試作しその発振特性を調べた。発振効率はフリーランニングモードでヤグレーザーの2倍であった。Qスイッチモードにおいて基本波で50mJ、第2高調波で8mJを得た。レーザーの空間分布、時間波形、長時間安定性は固体レーザー励起に適したものであった。GSGGレーザーの第2高調波励起によりチタンサファイアレーザーの発振が達成できた。

Formation of goethite and hematite from neodymium-contatining ferrihydrite suspensions

永野 哲志; 三田村 久吉; 中山 真一; 中嶋 悟*

Clays and Clay Minerals, 47(6), p.748 - 754, 1999/00

https://doi.org/10.1346/CCMN.1999.0470609

岩石中に風化生成物として生成する鉄鉱物による放射性核種の固定機構を調べるために、ネオジムと鉄との共沈・結晶化の実験を行った。ネオジムはアメリシウムなど3価のTRU元素と類似の化学的挙動をとるとされる元素である。非晶質の水酸化鉄中に安定に保持されたネオジムは、鉄鉱物の結晶化に伴い赤鉄鉱の結晶格子中に取り込まれることはあるものの、概して、非晶質相にとどまったまま鉄鉱物の結晶化を妨げる効果を持つことが示された。放射性廃棄物の地中処分においては、鉄鋼物は人工バリア材の腐食生成物としても生成されるため、本研究で得られた結果は処分場周辺で想定される腐食生成物と核種との相互作用を調べる研究にも役立つであろう。

レーザーイオン源イオンビーム強度分布

足立 肇; 田村 浩司; 岡崎 哲治; 柴田 猛順

JAERI-Tech 98-029, 32 Pages, 1998/08

JAERI-Tech-98-029.pdf:1.32MB

平行平板電極板間で原子ビームにレーザー光を照射して共鳴電離により生成させたイオンを低電位側の電極板の開孔を通して引き出すレーザーイオン源からのイオンビームの断面強度分布を調べた。イオン引出し孔の直径、補助電極の使用の有無、引出し孔のメッシュの有無、各電極の印加電圧、イオン引出し電極からの距離等をパラメータとして二次元イオン強度分布を小型多チャンネルのファラデーカップイオン検出器を用いて測定し、ビーム広がりの少ない条件を把握した。その結果、イオンビームの広がりはイオンの空間電荷力による発散、イオン引出し電極形状による電位分布、光電離プラズマの上方向への移動等により説明できることがわかった。またこの結果は電荷移行断面積の測定装置の設計等に利用する。

希土類核種等の核反応断面積の測定-III

井頭 政之*

PNC TJ9607 97-001, 64 Pages, 1997/03

PNC-TJ9607-97-001.pdf:1.41MB

マイナー・アクチナイドを高速増殖炉の炉心に戻して消滅処理を行う場合、現在の分離技術では、希土類核種等もこれに付随して炉心に戻る。従って、この様な炉心の特性を検討するためには、希土類核種等の精密な中性子核反応断面積データが必要となる。そこで本研究では、希土類核種等の精度良い中性子核反応断面積データを得るため、Nd-143及びNd-145についてkeV中性子捕獲反応断面積の測定を行った。測定は標準Au-197試料との相対測定とし、ペレトロン加速器を利用したnsパルス中性子源及び大型コンプトン抑止型NaI(Tl)ガンマ線検出器を用いた中性子飛行時間法で行った。その結果、入射中性子エネルギー10560keVの範囲で、これら2核種の捕獲断面積を誤差約4%の精度で得た。今回の測定値とJENDL-3.2の評価値との比較を行った結果、JENDL-3.2はNd-143については良い評価を行っているが、Nd-145については中性子エネルギー依存性を弱く評価しており、4070keVの領域では良い評価となっているが、30keV以下では1020%の過小評価、560keVでは約20%の過大評価となっていることが明らかになった。

磁場中で生成したレーザー共鳴イオン化プラズマの磁場を横切る流れ

松元 英也*; 池畑 隆*; 真瀬 寛*; 小倉 浩一; 柴田 猛順

JAERI-Research 97-025, 36 Pages, 1997/03

JAERI-Research-97-025.pdf:1.04MB

磁場中を垂直に流れるネオジム原子ビームにパルス色素レーザー光を照射し、共鳴イオン化によりドリフト速度約750m/sの遅いプラズマ流を生成した。プラズマのイオン密度が高いときはプラズマが磁場を横切って直進し、プラズマの生成位置から57mm下流に設けた平板コレクタで検出された。イオン密度を低くしていくと、磁場を高くするに従い磁場を横切り直進してくるプラズマ量の減少が見られ、さらに磁場を高くしていくと検出されなくなった。プラズマのイオン密度3.510~1.010cm、磁場0~2460Gの広い範囲で平板コレクタに到達するプラズマ量を調べ、磁場中で作られる分極荷層の厚さがプラズマの幅に比べ、十分薄いときプラズマは磁場を横切って直進することが確認できた。

Ion exchange selectivity for Am, Nd and Eu on titanium antimonate and their chromatographic separation

山岸 功; 森田 泰治; 久保田 益充; 辻 正道*

Radiochimica Acta, 75, p.27 - 32, 1996/00

https://doi.org/10.1524/ract.1996.75.1.27

陽イオン交換体であるアンチモン酸チタン(Sb/Ti比=1.1)のAmNd及びEuに対するイオン交換選択性を硝酸系で研究し、AmとEuのクロマト分離を行った。Euについてのキーランドプロット(ログスケールの補正選択係数、K,vs.交換体中の金属イオンの割合Xn)には、Xn=0.002及び0.0001にブレークポイントが認められた。これは、本交換体中に3種類の交換サイトがあること示しており、Xn0.0001の領域で交換に供されるサイトでは非常に大きい立体障害があることがわかった。選択性の序列は、AmEu(Xn0.0001)及びEu=Nd(Xn0.0001)であった。硝酸濃度0.2~2Mにおける分離度、は、3.70.3であった。Am/Nd/H系におけるの値は2.50.3であり、Nd濃度10~10Mの範囲で一定であった。クロマト及びバッチ操作で得られたの値は、10%以内の差で一致した。