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論文

Quick measurement of continuous absorption spectrum in ion beam pulse radiolysis; Application of optical multi-channel detector into transient species observation

岩松 和宏*; 室屋 裕佐*; 山下 真一*; 木村 敦; 田口 光正; 勝村 庸介*

Radiation Physics and Chemistry, 119, p.213 - 217, 2016/02

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.2(Chemistry, Physical)

TIARA施設において、多チャンネルの光検出器を利用した、200から950nmまでの波長範囲を計測可能な光吸収スペクトル測定システムを構築し、AVFサイクロトロンからの12.5MeV/u He, 18.3MeV/u C及び17.5MeV/u Neイオンを用いた時間分解光吸収測定実験を行った。放射線化学反応のよく調べられているKSCN水溶液を試料としてイオン照射した結果、従来の100分の1程度の計測時間で(SCN)$$_{2}$$ $$^{-}$$の過渡吸収スペクトルが観測され、260-660nmにおける吸光度の感度は0.001-0.003であった。NaBr水溶液を試料とした場合には、Br$$_{2}$$$$^{-}$$とBr$$_{3}$$$$^{-}$$に起因する2つの吸収ピークが同時観測され、その時間挙動が明らかになった。以上、イオン照射による化学反応を短い計測時間で詳細に観測できるシステムの構築に成功した。

論文

Uranyl species in 1-Ethyl-3-methylimidazolium nitrate ([EMI][NO$$_{3}$$]) solution of [EMI]$$_{2}$$[UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{4}$$]; First spectrophotometric evidence for existence of [UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{4}$$]$$^{2-}$$

佐々木 琴江*; 鈴木 智也*; 新井 剛*; 鷹尾 康一朗*; 鈴木 伸一; 矢板 毅; 池田 泰久*

Chemistry Letters, 43(5), p.670 - 672, 2014/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:74.63(Chemistry, Multidisciplinary)

イオン性液体1-Ethyl-3-methylimidazolium nitrate溶液における[EMI]$$_{2}$$[UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{4}$$]中のウランの存在状態について吸収スペクトルを用いる解析を行った。ウランの最近接には、4つの硝酸イオンのみが存在する[UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{4}$$]$$_{2}$$のような構造を有することが明らかとなった。

論文

X-ray structural analysis of molten PbCl$$_2$$

岡本 芳浩; 岩舘 泰彦*; 福島 和子*; 松浦 治明*; 湊 和生

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 66(2-4), p.452 - 455, 2005/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:68.03(Chemistry, Multidisciplinary)

PbCl$$_2$$融体の構造を、X線回折(XRD)及びX線吸収端微細構造(XAFS)を使って調べた。XRDデータのフーリエ変換から最近接Pb$$^{2+}$$-Cl$$^-$$対が6$$sim$$7配位であることがわかったが、比較的強固な4配位構造と、それをとりまくやや長距離の2, 3配位の2種類の相関があることがわかった。短い相関に敏感なXAFSでは4配位構造の存在を示す結果が得られた。

論文

XAFS simulation of highly disordered materials

岡本 芳浩

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 526(3), p.572 - 583, 2004/07

 被引用回数:27 パーセンタイル:13.61(Instruments & Instrumentation)

溶融塩に代表される高温液体、つまり構造無秩序系のX線吸収スペクトル(XAFS)データを分子動力学(MD)計算から導き出す方法を考案した。従来は結晶系のXAFSシミュレーション用として用いられてきた多重散乱コードFEFFに、MD計算出力の位置データを入力データとして用いた。そのFEFF計算を数万回繰り返すことによって、MD計算の統計的積算が、XAFSのデバイワーラー因子に代表される揺らぎ成分に反映されるかどうかを調べた。実験で得た白金と幾つかのハロゲン化物溶融塩のデータが、この手法によって良好に再現できることを確認した。

論文

High-temperature XAFS study of solid and molten SrCl$$_2$$

岡本 芳浩; 矢板 毅; 湊 和生

Journal of Non-Crystalline Solids, 333(2), p.182 - 186, 2004/02

 被引用回数:7 パーセンタイル:38.67(Materials Science, Ceramics)

塩化ストロンチウムの高温固体及び融体の放射光XAFS測定を行い、その局所構造の変化を調べた。融点より低い温度で超イオン伝導状態の測定を行い、1000$$^{circ}$$Cで融体の測定を実施した。融体のXAFSデータのカーブフィッティング解析の結果、最近接のSr$$^{2+}$$-Cl$$^-$$距離及び配位数は、2.99$AA $及び6.6であることがわかった。分子動力学計算からXAFS関数を計算し、実験データと比較を試みた。

論文

金属イオンと錯形成する腐植物質官能基のATR-FTIR法による${it in situ}$分析

田中 忠夫; 坂本 義昭; 小川 弘道

原子力バックエンド研究, 9(1), p.29 - 34, 2002/09

金属イオンとの錯形成に関わる腐植物質官能基についての情報を赤外吸収スペクトルから得るため、ATR(Attenuated Total Reflection)法を用いることにより、水溶液に溶存させた状態での赤外吸収スペクトル測定について検討した。ATR法により、金属イオンとの錯形成によって腐植物質の赤外吸収スペクトルに生じる変化を確認できた。また、粉体試料を用いる従来の赤外吸収スペクトル測定では困難であった錯形成速度についての情報,pHや元素濃度など液性の変化に呼応した官能基の情報が取得できた。これらの結果から、錯形成に伴う腐植物質官能基の状態変化に関する赤外吸収スペクトル情報を${it in situ}$で得るために、ATR法が適用できる可能性が見いだされた。

論文

Study of metallofullerenes encapsulating actinides

秋山 和彦; 末木 啓介*; 塚田 和明; 矢板 毅; 三宅 洋子*; 羽場 宏光*; 浅井 雅人; 兒玉 健*; 菊地 耕一*; 大槻 勤*; et al.

Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences, 3(1), p.151 - 154, 2002/06

アクチノイドフラーレンはそのHPLC溶離挙動から2つのグループに分類することができる。第1のグループはU,Np,Amを内包した金属フラーレンでLa,Ce,Pr,Ndのような軽ランタノイドを内包したものと類似した溶離挙動を示しており、第2のグループはTh,Paを内包したもので、ランタノイドフラーレンとは全く異なった挙動を示している。溶出ピークの主成分は質量分析の結果から前者はM@C82、後者はM@C84であると同定され、内包されたU及び,Th原子の酸化状態は紫外可視近赤外吸収やX線吸収端近傍構造分光から、それぞれ3+及び、4+であることが推測される。

論文

Improved high-field laser characteristics of a diode-pumped Yb:LiYF$$_{4}$$ crystal at low temperature

河仲 準二; 山川 考一; 西岡 一*; 植田 憲一*

Optics Express (Internet), 10(10), p.455 - 460, 2002/05

 被引用回数:36 パーセンタイル:19.1(Optics)

Yb系固体材料は量子効率が大きく、励起吸収波長が高出力半導体レーザーの発振波長帯(900nm帯)にある。加えて、Yb:YLF結晶は幅広い蛍光スペクトルを示すことから同材料を用いれば半導体レーザー直接励起による小型・高効率の超高ピーク出力レーザーの実現が制御できる。しかし、同材料は準3準位系であるため、高いレーザー利得を得るためにはレーザー下準位の再吸収を十分に飽和できる高強度励起が必要であり、現在入手できる半導体レーザーでこれを実現することは難しい。今回、Yb:YLF結晶を低温に冷却することにより結晶内の熱的エネルギー分布を能動的に変化させレーザー下準位の再吸収を劇的に減少させることで、半導体レーザー励起により室温時の10倍大きい21cm$$^{-1}$$の高利得が得られることを実験により実証した。さらにレーザー利得スペクトル幅も室温時の2倍近い35nm(パルス幅40fs以下に相当)を得ることに成功した。これにより、低温Yb:YLF結晶を用いることで半導体レーザー直接励起による小型・高効率の超高ピーク出力レーザーの高い実現可能性を示した。さらに、同レーザーの実用化によりレーザーエンジニアだけでなく種々の研究者による応用研究、例えば小型X線源や超微細加工等を強力に推進できることを示唆した。

論文

Degradation characteristics of humic acid during photo-Fenton processes

福嶋 正巳*; 辰巳 憲司*; 長尾 誠也

Environmental Science & Technology, 35(18), p.3683 - 3690, 2001/09

 被引用回数:116 パーセンタイル:7.5(Engineering, Environmental)

陸域環境に存在する高分子電解質の有機物である腐植物質(フミン酸とフルボ酸)は、放射性核種や微量元素の土壌中での移行あるいは土壌から河川への移行動態を支配する要因の1つと考えられている。そのため、腐植物質の特性を把握し、微量元素との錯体特性あるいはその安定性を調べる必要がある。本研究では、光照射によるフミン酸の安定性及び分解されるフミン酸の構造特性を各種の分析法により検討した。なお、光照射の効果を促進させるために、鉄と少量の過酸化水素を添加した。5時間の光照射の間に、(1)フミン酸の有機炭素濃度と紫外域の吸光度は光フェントン反応により最大20%減少、(2)フミン酸の分子量が照射時間の増加にともなって低分子側へシフトした。また、光フェントン反応時において、添加した鉄はフミン酸の高分子部分と選択的に錯形成していることが明らかとなった。以上の結果は、フミン酸の高分子部分が鉄と錯形成することにより、光照射によるフミン酸の分解が高分子部分で選択的に進行したことが考えられる。

論文

Orientation-selective excitation and dissociation in multilayer benzene

関口 哲弘; 馬場 祐治; 関口 広美*; 今村 元泰*; 松林 信行*; 島田 広道*

Applied Surface Science, 169-170(1-4), p.287 - 291, 2001/06

固体表面上の吸着角度に依存した励起分子の化学反応を調べるため、試料表面から放出される脱離イオン断片の収量を種々の放出角度で観測することができる検出器を設計・製作した。実験システムとしては超高真空チャンバー中で、試料の表面清浄化を行うことができるほかに、放射光の水平偏光面内で回転することができる飛行時間質量分析器を備えている。この装置を高エネルギー加速器研究機構・放射光研究施設に持ち込み、Si(100)上のベンゼン多分子層について予備実験を行った。結果としては、あるベンゼン平面内($$sigma$$$$^{ast}$$)に遷移モーメントをもつ共鳴内殻励起において表面平面に対して垂直方向10度以内を向いたベンゼン分子が非常に大きなH$$^{+}$$イオン脱離(解離)確率を示すことが見いだされた。

論文

強磁性規則合金中の非磁性元素におけるMCDスペクトルの第一原理計算

山口 正剛; 浅野 攝郎*

日本応用磁気学会誌, 25(4-Part2), p.659 - 662, 2001/04

Pd$$_{3}$$Fe中のPd,NiMnSb中のSb,CoS$$_{2}$$中のSなど、強磁性体中の非磁性元素について、そのわずかな磁化などの磁気的性質を調べるために、軌道放射光を用いて磁気円二色性(MCD=Magnetic Circlar Dichroism)スペクトルが測定されている。われわれはそのMCDスペクトルとX線吸収スペクトル(XAS)を、第一原理計算から計算することを試みた。計算されたスペクトルは、CoS$$_{2}$$以外では実験をよく再現した。特にPd$$_{3}$$FeのPd3PXASにおいて、今まで理解されていなかった大きなサテライトピークの起源を明らかにすることができた。

報告書

分光光度計および光音響分光装置を用いたネオジム(III)およびサマリウム(III)の測定:NP(IV)スペシエーションのための予備的検討

北村 暁; 岡崎 充宏*

JNC-TN8400 2001-009, 54 Pages, 2001/01

JNC-TN8400-2001-009.pdf:1.3MB

分光光度計およびレーザー誘起光音響分光装置の検出感度に関する性能調査を目的として、ネオジム(III)およびサマリウム(III)の吸収スペクトル測定および光音響スペクトル測定を行った。ネオジムもしくはサマリウムの濃度を2$$times$$10-5$$sim$$2$$times$$10-2mol-dm-3の間で変化させ、それぞれの濃度における吸収スペクトルおよび光音響スペクトルを取得した。併せて、雰囲気制御グローブボックス内で吸光測定を行うことができる分光光度計についても同様の測定を行い、吸収スペクトルを取得した。比較のために、光路長を1cmおよび10cmに設定した一般的な分光光度計を用いて、同様の測定を行った。多くの文献では、光音響測定は吸光測定に比べ大幅に低い濃度まで測定できると報告されているが、本光音響分光装置においては光路長を10cmに設定した吸光測定と同程度であるという結果が得られた。また、本実験の結果から、将来の目的としているネプツニウム(IV,V)の検出感度について推定し、特にNp(IV)溶存化学種のスペシエーションの可能性を検討した。

報告書

レーザー結晶の特性評価技術の開発(共同研究)

田村 浩司; 有澤 孝

JAERI-Tech 99-060, 18 Pages, 1999/08

JAERI-Tech-99-060.pdf:0.84MB

良質のレーザー用結晶の引き上げ育成を行うために、チタンサファイア結晶の光学特性を測定してその評価法を確立した。引き上げ条件を変えて育成された3種類のチタンサファイア結晶について、吸収スペクトル、励起光吸収波長と発振波長での線吸収係数、蛍光スペクトル、発振特性、レーザーによる結晶の損傷などについて測定を行い、育成結晶のレーザー媒質としての特性を総合的に評価した。

論文

Chemometric and computer-intensive techniques for speciation

Meinrath, G.; 木村 貴海; 加藤 義春; 吉田 善行; Lis, S.*

Proceedings of OECD/NEA Workshop on Evaluation of Speciation Technology, p.347 - 354, 1999/00

最近のコンピュータを用いる分光学的方法は、化学研究において比較的短時間に膨大なデータの収集を可能にする。それらのデータの解析は発見的な手法では十分達成できないので、適切な数値データ処理法が要求される。ファクター分析、カノニカル相関、モンテカルロ法などの処理法は、データに含まれる観測量の分布に関する詳細な統計的情報を提供する。そのような処理法の応用はまた各手法に限界があることを示す。分析化学における微量分析に関する最近の要求は、どのような分析データを報告すべきなのかの詳細な基準を提起した。本研究では、U(VI)の溶解度データ、吸収及び発光スペクトルに数値データ処理法を適用した結果を報告する。

論文

Synthesis and properties of some neptunyl(V) phthalates

佐伯 正克; 中田 正美; 山下 利之; 中本 忠宏*; Krot, N. N.*

Radiochimica Acta, 80(2), p.89 - 94, 1998/00

幾つかのフタル酸ネプツニル(V)を初めて合成し、その性質を調べた。濃い5価ネブツニル溶液から室温で生じる化合物は7水塩であり、368Kのより低濃度の溶液からは6水塩が得られた。前者は無定型化合物であり、水に対する溶解度が大きい。後者は、化合物の重量変化及び示差熱変化の結果から、367、423、463Kで吸熱的に水分子を放出し、1水塩に変化する。この1水塩は空気中に放置すると4水塩へと変化する。6水塩の固相電子吸光分析及び赤外吸収スペクトルの結果から、構造中にNpO$$_{2+}$$-NpO$$_{2+}$$相互作用が存在し、NpO$$_{2+}$$は互いに2座配位子として作用していることが示唆された。メスバウアスペクトル測定結果からは、ネプツニウム周りの酸素配位数は7であること、NpO$$_{2+}$$は互いに2座配位子として作用し2次元ネットワークを構成している可能性が高いことが明らかになった。

論文

Laser-induced photothermal displacement spectroscopy (LIPDS) for speciation of lanthanides and actinides

木村 貴海; 加藤 義春; 吉田 善行

Radiochimica Acta, 82, p.141 - 145, 1998/00

天然環境条件におけるアクチノイドイオンの研究では、化学種の高感度かつ高選択的なスペシエーションが要求される。吸光光度法よりも高感度な検出法として、いくつかの光熱変換分光法があるが、接触測定が必要(光音響)、光学的アラインメントが困難(熱レンズ、光熱偏向)などの問題点がある。これらに代わる方法として、遠隔操作による完全に非接触的で光感度な検出を目的に、光学的ヘテロダイン干渉計を検出器に用いる新規な光熱変換分光を開発した。レーザー誘起光熱変位分光法(LIPDS)と名付けた本法の原理は、(1)光吸収による弾性波の発生、(2)弾性波の伝搬により生ずる試料セルの振動、及び(3)ヘテロダイン干渉計による微小変位の検出に基づく。プラセオジム(III)を用いて、検出原理の実証、測定条件の最適化を検討し、これまでに、吸光光度法の検出下限の10分の1までの光吸収スペクトルの検出が可能となった。

論文

Stokes relationship in absorption and fluorescence spectra of U(VI) species

G.Meinrath*; 加藤 義春; 木村 貴海; 吉田 善行

Radiochimica Acta, 82, p.115 - 120, 1998/00

地球化学的に重要なU(VI)の単独化学種の吸収及び蛍光スペクトルは、天然環境におけるウランの挙動を予測するための精度の高い熱力学データの取得、ならびに天然に含まれるウランをトレーサーとして使用する可能性の評価において必要となる。時間分解レーザー誘起蛍光法(TRLFS)は10$$^{-10}$$mol dm$$^{-3}$$以下の濃度でU(VI)が検出できることを実証してきた。また、ほとんどの天然水系におけるU(VI)濃度は$$>$$10$$^{-10}$$mol dm$$^{-3}$$であることが知られている。このように、原理的に検出可能な低濃度のU(VI)に対して、TRLFSは励起スペクトル、蛍光スペクトル及び蛍光寿命の特徴的な3つのパラメータを提供する。さらにこれに加え、U(VI)化学種の吸収スペクトルと蛍光スペクトル間のエネルギー差(ストークス・シフト)がパラメータとなる。この関係をU(VI)の加水分解種及び炭酸錯体を用いて実証する。

論文

A Novel laser-induced photothermal displacement spectroscopy (LIPDS) for detection and speciation of a metal ion in aqueous solution

木村 貴海; 加藤 義春; 吉田 善行

Journal of Nuclear Science and Technology, 34(7), p.717 - 719, 1997/07

 被引用回数:1 パーセンタイル:84.72(Nuclear Science & Technology)

天然環境条件におけるアクチノイドイオンの研究では、化学種の高感度かつ高選択的なスペシエーションが要求される。吸光光度法よりも高感度な検出法として、いくつかの光熱変換分光法があるが、接触測定が必要(光音響)、光学的アラインメントが困難(熱レンズ、光熱偏向)などの問題点がある。これらに代わる方法として、遠隔操作による完全に非接触で高感度な検出を目的に、光学的ヘテロダイン干渉計を検出器に用いる新規な光熱変換分光を開発した。レーザー誘起光熱変位分光法(LIPDS)と名付けた本法の原理は、(1)光吸収による弾性波の発生、(2)弾性波の伝搬により生ずる試料セルの振動、及び、(3)ヘテロダイン干渉計による微小変位の検出に基づく。ネオジム(III)を用いて検出原理の実証、測定条件の最適化を検討し、これまでに、吸光光度法の検出下限の10分の1までの光吸収スペクトルの検出が可能となった。

論文

Emission and excitation spectra of silver atoms in $$gamma$$-irradiated aqueous, ethanol, and 2-methyltetrahydrofuran solutions at 77K

長谷 博友*; 宮武 陽子*; 星野 幹雄*; 田口 光正; 荒井 重義*

Radiation Physics and Chemistry, 49(1), p.59 - 65, 1997/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:41.77(Chemistry, Physical)

金属原子の発光は、気相では精力的に行われているものの、凝縮相ではほとんど行われていない。水、エタノール、MTHFに溶かした硝酸銀又は過塩素酸銀に77Kで$$gamma$$線を照射し、銀イオンの放射線還元により銀原子を生成した。さらにN$$_{2}$$レーザーからのUV光を照射し、20ns以内の発光スペクトルを測定したところ、水中で480nm、エタノール及びMTHF中で500nm付近にブロードな発光バンドが見られた。また、定常的な発光測定を行ったところ、エタノール及びMTHF中でのみ発光が観測され、500nm付近のバンドの他に600nm付近にも発光バンドが観測された。これまでに行った銀原子の光吸収スペクトルとの比較から銀原子のトラッピングサイトには、溶媒殻を作っているものと、不完全な溶媒和雰囲気にあるものの2種類あることがわかり、これはイオン化エネルギーから計算した溶媒中の銀のポテンシャルエネルギーからも説明された。

報告書

微小領域線量分布測定装置

田口 光正; 南波 秀樹; 青木 康; 渡辺 立子*; 松本 裕一*; 渡辺 宏

JAERI-Tech 96-046, 65 Pages, 1996/11

JAERI-Tech-96-046.pdf:1.66MB

重イオン照射により固体及び液体中に付与される高密度なエネルギー付与によって誘起される現象を理解するために、TIARA施設内のAVFサイクロトロンの垂直ポートに、重イオンによるエネルギー付与の空間分布測定及び高速時間分解吸収・発光測定の可能な微小領域線量分布測定装置を設置した。本報告書は、装置の仕様、性能、運転方法の説明及び基本データをまとめたものである。

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