Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
株本 裕史; 中川 創平; 松田 誠
JAEA-Conf 2022-002, 146 Pages, 2023/03
第34回「タンデム加速器及びその周辺技術の研究会」は、令和4(2022)年7月21日(木)22日(金)の2日間に亘り日本原子力研究開発機構原子力科学研究所により開催された。新型コロナウイルスの感染拡大防止の対応からオンライン形式とした。本研究会は、タンデム加速器を中心とした静電加速器施設を運営あるいは利用する研究者・技術者の現場レベルからの話題提供を通じて、参加者相互の情報交換を図り、関連研究の発展や施設管理に資することを目的として行われている。本研究会へは26の大学、研究機関および産業界から約100名の関係者が参加した。発表件数は25件で、各施設の現状報告や加速器の技術開発、応用研究等について報告が行われた。また、今回はオンライン開催のためにポスター発表は行わず、口頭発表のみとした。本報告集は、これらの発表内容をまとめたものである。
神野 智史; 藤田 奈津子; 田沼 肇*
第23回AMSシンポジウム報告集, p.89 - 92, 2022/12
AMSにおいて、塩水系の地下水の年代測定に重要な塩素-36(Cl)測定は妨害核種となる硫黄-36(S)の影響により他の核種よりも測定が困難である。一般にClとSを分離するには、6MV以上の加速電圧が必要となる。そこで本研究は、イオンファネルを用いた反応セルを開発し、JAEA-AMS-TONO-5MVの低エネルギー側に組み込むことで目的核種のClの妨害核種となるSを選択的に抑制することを目的とする。
本多 真紀
Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan, 70(4), p.282 - 283, 2022/12
加速器質量分析(AMS)における計測技術と化学分離技術の発展によって、AMSでPu (半減期8.110年)、Fe (半減期2.6210年)、Sr (半減期28.9年)の高感度分析が可能になった。これによって、例えば海底堆積物の一種である鉄・マンガンクラスト中のPuを分析した研究では、これまでは核実験由来のPuに埋もれていた、太陽系外から飛来したPuの定量に成功した。更に、Puは中性子星合体などで生成されることを明らかにする等、重元素の起源となる天体サイト(生成場)の解明に繋がる研究成果を得た。本トピックスではPu,Fe,Srについて、AMSを活用した研究の最前線を紹介する。
本多 真紀; Martschini, M.*; Wieser, A.*; Marchhart, O.*; Lachner, J.*; Priller, A.*; Steier, P.*; Golser, R.*; 坂口 綾*
JAEA-Conf 2022-001, p.85 - 90, 2022/11
加速器質量分析(AMS)は、原子核実験で主に利用させれてきたタンデム加速器に質量分析を組み合わせた分析法である。AMSの測定対象は半減期が10-10年の放射性核種である。この程度の半減期の放射性核種に対しては、その放射能を測定するよりも、その質量を測定する手法の方が10-10倍の感度で測定可能である。この特徴を利用してAMSは地球惑星科学、原子力分野等の研究に幅広く適応されている。様々な研究の中でもWallner et al. (2021, 2016)は地球惑星科学の分野で優れた成果を得ている。彼らは環境試料に含まれるFeとPuの超高感度分析に成功した。これらは天体内で起こる中性子の連続捕獲(r-process)によって生成される放射性核種である。この他に、発表者らの最新の研究ではレーザーによる同重体分離とAMSとを組み合わせた新AMSシステム(ウィーン大学VERA)による環境試料中のSrとCsの超高感度分析に成功した。環境中のSr測定手法としては娘核種Yのミルキングによる線測定が依然主力であるが、本成果によってAMSが実用的な新規分析法となることが示された。本発表ではSrとCsを中心に超高感度分析の技術開発の現状を報告する。
松原 章浩
しょうとつ, 12(4), P. 126, 2015/07
本コラムでは、筆者の経歴に触れた後、ネオテクトニクス研究グループで行っている加速器質量分析(Accelerator Mass Spectrometry: AMS)について述べ、AMS分野と原子衝突の学術分野の接点について紹介する。AMSの分析性能を支える技術には、測定目的核種(長半減期放射性核種)に対する安定同重体の分別がある。この分別は、多くの場合、イオンのエネルギー損失が原子番号と正の関係(ベーテ・ブロッホ則的)である事実を基にしている。ここに、両分野の接点の一つがある。
鈴木 崇史; 伴場 滋*; 北村 敏勝; 甲 昭二*; 磯貝 啓介*; 天野 光
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 259(1), p.370 - 373, 2007/06
被引用回数:14 パーセンタイル:68.25(Instruments & Instrumentation)大型再処理工場が稼動するとIが環境中に放出される可能性があり、環境影響評価のためには精度の良い測定が重要である。そこで環境試料中のIを加速器質量分析法(AMS)と従来法である放射化分析法(NAA)の両方で測定し相互比較を行った。環境試料は北海道,岩手,秋田,兵庫,大分の5地点で土壌,海藻,原乳を採取した。土壌は表層(05cm)と深層(5-20cm)に分けた。土壌と海藻は燃焼法と陰イオン交換樹脂ディスクを用いて抽出した。原乳は陰イオン交換樹脂ディスクを用いると目詰まりを起こすため、陰イオン交換樹脂によるバッチ法とその溶媒抽出法の組合せで抽出した。抽出した溶液はAMSとNAA用にそれぞれAgIとPdIの化学形で沈殿させた。NAAによる測定結果はほとんど検出限界以下であったが、幾つかの土壌サンプルでIを検出できた。例えば、北海道の表層土壌ではAMSとNAAの測定結果はヨウ素同位体比(I/I)でそれぞれ(2.40.04)10, (2.40.26)10であった。これら原理の異なる方法での測定結果はよく一致しており、両測定方法は環境試料中のIを測定するのに有効な分析方法であることがわかった。またAMSは測定時間,感度,利便性の点で優れている。
鈴木 崇史; 村松 康行*
Radioisotopes, 54, p.51 - 53, 2005/00
加速器質量分析装置(AMS)の発達により極低レベルのIが測定可能となり、さまざまな分野にAMSを利用した応用研究が行われるようになった。本論文ではAMSを利用した最新の研究をレビューした。ここでは、環境科学,トレーサー利用や年代測定のツールとしてIを利用した研究例を取り上げたが、ヨウ素は環境中でさまざまな化学形を取り複雑な挙動をすることを考えると、Iを利用した地球環境科学分野の研究はますます注目されそうである。
荒巻 能史
JAERI-Research 99-007, 22 Pages, 1999/02
原研むつ事業所は、平成9年4月に加速器質量分析装置(AMS)を設置した。当装置は、C/Cの精密測定が可能である。そこで本研究室では、AMSによる海水中のC測定のための前処理法を新たに開発した。海水中のCを測定するためには、(1)溶存している無機炭酸を二酸化炭素として抽出、(2)その二酸化炭素をグラファイトに還元する、の2つの行程が必要である。従来法では、作業が複雑なうえ、一試料あたり40分程度の時間を要した。新たに開発した方法では、(1)について、処理時間が2分の1以下に短縮されたうえ、回収率も向上し、(2)については、従来法の一部改良により簡便な作業が可能となった。
not registered
PNC TJ1545 93-004, 122 Pages, 1993/03
本報告は、本邦での核燃料サイクル施設の本格的稼働を間近に控えたこの時期において、環境中での核燃料サイクルとも関連した長半減期放射性核種の分析定量法を調査した結果をとりまとめたものである。各核種につき既に汎用化されている従来法はもとより、放射能測定を伴わない質量分析器を最終検出器とする最新の分析定量法についても、サーベイした。また、幾つかの核種については、分析対象物質毎に試料の前処理を詳しく記述し、実際の分析に役立つよう配慮した。
板橋 隆久*; 福田 共和*; 下田 正*; 藤田 佳孝*; 山県 民穂*; 永目 諭一郎
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 29, p.151 - 154, 1987/00
大阪大学核物理研究センター(RCNP)のAVFサイクロトロンを用いてCaの加速器質量分析法の開発を行なった。
松原 章浩; 藤田 奈津子; 西澤 章光*; 三宅 正恭*
no journal, ,
加速器質量分析(Accelerator Mass Spectrometry: AMS)では、測定目的である核種と等しい比電荷を持つ核種(主として同重体)は電磁界フィルターでは分別されず、目的核種と同様にガスカウンターに入射する。このため、双方のエネルギースペクトルの差を利用して両者を分別している。本研究では分別性能の向上を目指し、そのスペクトルの基になるパルストレースに及ぼす同重体入射の影響を実験的に調べた。観測の結果、ガスセルのガス圧を下げ、入射エネルギーを増加させるとパルストレースのベースラインが著しく揺らぐことが分かった。その揺らぎは、Bの多重入射によってガスカウンター内に正電荷が蓄積するが、その損失過程に介在するある不安定性によって発生すると考えられる。不安定性として蓄積した電荷に閾値を持つ緩和振動に着目している。
松原 章浩; 藤田 奈津子; 西澤 章光*; 三宅 正恭*
no journal, ,
加速器質量分析ではBe, Cl等、希少核種をE電離箱で計数する。それらの安定同重体(Beに対してB, Clに対してS)の比電荷は希少核種のそれに等しくなるため、電磁界フィルターでは分別されず、希少核種と同様にE電離箱に入射する。この入射率は希少核種のそれに比べ著しく高いため、希少核種のパルス信号に同重体の信号が干渉し、希少核種の測定が妨害される。本研究では、希少核種と同重体の分別の向上を目指し、パルス信号に及ぼす同重体干渉の影響を調べた。その結果、同重体の入射エネルギーを増加させるとパルス高の変動幅が大きくなるとともにパルス高の平均値が計算値に比べ低くなることが分かった。この原因は、同重体の多重入射のため蓄積された正電荷により、電子ドリフトのための電界が遮蔽されたことにあると考えられる。
Jeon, H.; 小川 浩史*; 乙坂 重嘉
no journal, ,
海水中の溶存有機炭素が持つ放射性炭素(DOC)の濃度は、海洋における有機炭素の起源、滞留時間、輸送経路を議論する際の指標となることが知られている。発表者らは、中央太平洋における海水中のDOC濃度の南北断面から、大洋レベルでの有機物循環を明らかにすることを目的として研究を進めている。海水中のDOC濃度分析には、試料にUVを照射し、試料中の有機物の全量を酸化分解した後、生成した二酸化炭素中の炭素同位体比を加速器質量分析装置で計測する手法が用いられている。しかしながら、この酸化分解には、高温を発生する大型の装置を必要とすることや、その手順が煩雑なことなどから、DOCの濃度の報告例は限られている。本研究の第一段階として、発表者らは、低圧水銀ランプと酸化触媒を組み合わせ、試料を低温に維持したまま、高い効率で溶存有機物を酸化させる手法を開発することとした。本講演では、これまでに太平洋で得ているDOC分布の計測結果を概観し、DOCの分布を決定する生物学的・非生物学的過程について議論するとともに、DOC分析法の改良点について報告する。
松原 章浩; 藤田 奈津子; 三宅 正恭*; 西澤 章光*
no journal, ,
加速器質量分析(Accelerator Mass Spectrometry: AMS)では、希少核種とほぼ同じ質量電荷比を持ちうる妨害核種は、多くの場合、希少核種と同様に電離箱に入射させ、阻止能の違いで分別する。しかし、ある核種を対象としたAMSでは、妨害核種の入射率が電離箱の時間分解能を大きく超える場合(以後、超高入射率時という)がある。この場合、電離箱を用いた双方の分別は不可能とされる。われわれは、妨害核種の超高入射率時では、時間分解能の不足により出力信号が鈍るため、妨害核種の信号強度が減衰し、この現象が希少核種の測定をできる糸口になる可能性に着目した。本研究では、希少核種の計数に及ぼす、超高入射率の効果を明らかにするため、電離箱への入射率を変化させ、信号パルスの変化を実験的に調べた。その結果、入射率を1MHz以上にすると揺らぎは弱くなり、希少核種のパルスの判別がある程度容易となることが分かった。これは、超高入射率により妨害核種の均された信号の上に希少核種のパルスが重畳したことを示唆する。
Jeon, H.; 乙坂 重嘉; 山下 洋平*; 小川 浩史*
no journal, ,
海水中には、大気中の二酸化炭素に匹敵する量の溶存有機炭素(DOC)が存在している。DOCが持つ放射性炭素(DOC)濃度は、海洋における有機炭素の起源、滞留時間、輸送経路を議論する際の指標として役立つことが期待されている。しかしながら、DOCの分析には、高温を発生する大型の装置を必要とすることや、その手順が煩雑なことなどから、報告例は限られている。低圧水銀ランプと酸化触媒を組み合わせ、試料を低温に維持したまま、高い効率で溶存有機物を酸化させる手法を開発したため、その性能について詳しく解説する。加えて、計画中の中央太平洋における海水中のDOC濃度の南北断面調査が、大洋レベルでの有機物循環を解明するうえで重要な役割を果たすことについて述べる。
渡邊 隆広; 國分 陽子; 藤田 奈津子; 松原 章浩*; 西尾 智博*; 三宅 正恭; 加藤 元久*; 磯崎 信宏*; 虎沢 均*; 西澤 章光*; et al.
no journal, ,
加速器質量分析法(AMS)の発展により、放射性炭素(C)年代測定は地質試料の形成年代推定等、深地層の科学的研究に広く応用されている。各分野への応用展開が進むにつれて、AMSによる測定技術のみならず、汎用性のある前処理技術を構築し測定精度を維持するため、前処理の自動化や標準手法の整備が求められている。本研究では、JAEA-AMS-TONOにおいて、自動化機器の一部である元素分析(EA)燃焼法を用いた二酸化炭素精製とグラファイト調製によるC測定を継続し、バックグラウンドの低減及び精確さの向上を検討した。測定結果は、標準試料であるIAEA-C1で0.13-0.16pMC、C5で22.7-23.0pMC、C6で148.3-151.1pMCであり、各標準試料のC濃度の合意値と2の範囲で一致した。また、作業の効率化に加えて、地層中の植物片等の少量試料のC測定に対応するため、炭素量0.1から1mg以下での前処理作業についても検討した。標準試料IAEA-C4の測定では炭素量の減少とともにC濃度が増加する傾向が見られ、現代炭素の混入が推察された。今後は、グラファイト調製方法やガラスラインの改良等により汚染を低減させ、さらに少量でのC測定を目指す。
桑原 潤
no journal, ,
青森研究開発センター大湊施設に設置している加速器質量分析装置(AMS)に関して、装置の原理、AMSの特徴、AMSを使った考古学における年代測定及びAMSによる成果について解説する。
Jeon, H.; 乙坂 重嘉; 渡邊 隆広; 阿瀬 貴博*; 宮入 陽介*; 横山 祐典*; 小川 浩史*
no journal, ,
海水中の溶存有機炭素が持つ放射性炭素(DOC-14)の同位体比を精度よく分析し、その年代を決定することで、海洋での溶存有機物の分布に時間軸、すなわち、溶存有機物の分解速度や、海域間での移動時間等の情報を与えることが期待されている。われわれはこれまでに、海水中のDOC-14分析に成功させていたものの、大型の前処理装置を用いる必要があり、その分析を広く適用させるには至っていなかった。本発表では、この装置をより安全で取り扱いやすいものとするために加えた改良点について報告する。海水からのDOC-14の抽出には既往の方法を踏襲し、試料に紫外線(UV)を照射して生じた二酸化炭素を回収・精製し、C-14同位体比をAMSで計測する方法を採用した。大きな改良点として、UV光源に有機物の分解に適した短波長(=172nm及び185nm)のUVが照射可能な低圧水銀ランプを導入した。これによって、試料処理中の温度上昇を大幅に低減するとともに、照射装置のサイズを約半分に小型化することを可能にした。
乙坂 重嘉
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故によって福島沿岸の海底に沈着した放射性核種の沈着過程や再分布の様子を、CsとIの二つの事故由来放射性核種の分布の相違から議論した研究成果を、一般向けに解説する。セシウムとヨウ素は、海水中での挙動が異なることが知られているが、2011年に福島第一原子力発電所から160km圏の海底堆積物から観測されたI/Cs放射能比は、観測点に関わらず概ね一定の値を示した。このことは、同海域の海底へのI及びCsの沈着は、生物を介した緩やかなものではなく、汚染度の高い海水が比較的短期間に海底に接触したことによるものと推測された。その後、海底堆積物中のI/Cs比は、沿岸で減少傾向を、水深200mから500m程度のやや沖合では増加傾向を示した。この変化は、CsとIの移動速度の違いによるものと考えられ、海底付近での数年スケールでの放射性核種の動きを理解する上で重要な情報をもたらす。
松原 章浩; 藤田 奈津子; 木村 健二
no journal, ,
イオンチャネリング(以下、チャネリング)を応用した加速器質量分析の妨害粒子の分別に関する二つの技術開発の現状を報告する。固体表面のチャネリングにより同重分子を解離する技術では、解離効率を左右するイオン-表面相互作用の強さを数値シミュレーションにより評価した。その結果、本技術が十分な解離機能を持つことが示された。コヒーレント共鳴励起(Resonant Coherent Excitation: RCE)を利用した同重体分別技術では、基盤整備として行ったAMS装置におけるRCEの観測に成功した。