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論文

Primary process of radiation chemistry studied by ion pulse radiolysis

吉田 陽一*; Yang, J.*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 南波 秀樹; 小嶋 拓治; 田口 光正

JAERI-Review 2004-025, TIARA Annual Report 2003, p.143 - 144, 2004/11

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-2004-025-p0117-p0247.pdf

AVFサイクロトロンの重イオンを用いたパルスラジオリシス研究のため、ナノ秒の時間分解能を持つ重イオン時間分解光吸収システムを構築した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を分析光として用い、水溶液試料を入れたサンプルセルの底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して光検出器に導き、フォトンカウンティング法により水中に生成する活性種を測定した。観測波長を480nmとし、水の有る場合と、無い場合の光強度の差を用いて、水和電子の吸光度を算出した。光強度の絶対値の評価ができていないため詳細な定量的議論ができないものの、水和電子の減衰には、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程があることがわかった。このような二成分の減衰は軽イオンを用いた海外での研究や、吸収でなく発光測定法による研究においても観測されており、速い減衰過程は高密度励起に起因すると考えられる。

論文

Primary process of radiation chemistry studied by ion pulse radiolisys

吉田 陽一*; Yang, J.*; 関 修平*; 佐伯 昭紀*; 田川 精一*; 柴田 裕実*; 田口 光正; 小嶋 拓治; 南波 秀樹

JAERI-Review 2003-033, TIARA Annual Report 2002, p.145 - 146, 2003/11

AVFサイクロトロンからのCイオンを、試料液面上に設置したシンチレータを通過させ、水溶液試料に照射した。Cイオンがシンチレータを通過する際に発する光を、分析光として用い、試料容器底面に設けたレンズ集光機能を持つ光ファイバーを通して、光測定系に導いて生成物の吸光特性を調べた。吸光度は、溶質の存在する場合と、無い場合の光強度の差を用いて算出した。Cイオン照射により生成したOHラジカルとの反応により生成した(SCN)$$_{2}$$$$^{-}$$の過渡吸収時間プロファイルを480nmで測定した。この結果得られた吸光度は20nsで立ち上がることがわかった。これは、システムの時間分解能に等しい。また、吸光度の減衰は、10ns程度の速い減衰過程とそれに続く遅い減衰過程が観測された。この速い減衰過程は高密度励起に起因するものと考えられる。

論文

Formation of negative carbon cluster ions by molecular ion irradiation

山本 博之; 江坂 文孝; 朝岡 秀人

Proceedings of 12th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS 12), p.295 - 298, 2000/00

数mA/cm$$^{2}$$以上の高電流密度のイオンが表面に衝突した場合、励起された原子の一部が2~3個以上の原子からなるクラスターとして表面を離脱する。本研究では、SF$$_{n}$$$$^{+}$$等の分子イオンを用い、1$$mu$$A/cm$$^{2}$$程度の低電流密度においてC$$^{-}$$~C$$_{12}$$$$^{-}$$クラスターを得た。これらの質量及び運動エネルギー分布を測定し、単原子イオン照射の結果との比較から、分子イオン照射の効果及びC$$_{n}$$$$^{-}$$クラスターの脱離機構について検討した。この結果、(1)クラスターイオン強度はSF$$_{5}$$$$^{+}$$$$>$$Xe$$^{+}$$$$>$$Ar$$^{+}$$となり、照射イオンの径と相関のあること、(2)いずれの照射イオンにおいてもC$$^{-}$$の強度が非常に低く、C$$_{2}$$$$^{-}$$,C$$_{4}$$$$^{-}$$の強度が相対的に高いこと、(3)正イオンC$$_{n}$$$$^{+}$$はほとんど観測されないことを見いだした。さらに、各クラスターイオンの運動エネルギー分布から、表面を脱離した原子は再結合-分解等の過程を経て観測されることが示唆された。

論文

Emission of silicon clusters by high-density excitation

山本 博之; 馬場 祐治

Surface Science, 433-435, p.890 - 895, 1999/00

https://doi.org/10.1016/S0039-6028(99)00471-9
 被引用回数：4 パーセンタイル：28.62(Chemistry, Physical)

数mA/cm$$^{2}$$以上の電流密度のイオンが表面に衝突した場合、励起された原子の一部はクラスターとして表面を離脱する。本研究では、1$$mu$$A/cm$$^{2}$$程度の電流密度においてSF$$_{5+}$$等の分子イオンをSi(100)に照射し、Si$$_{n+}$$(n≦8)クラスターを得た。これに対しXe$$^{+}$$等の単原子イオン照射では、顕著なクラスター生成は認められない。これらの結果から、分子イオン照射においてはイオンの径に応じた極めて高密度の励起領域が表面に形成されるためにクラスターの生成が促進されるものと考えられる。さらに、得られたクラスターイオンの運動エネルギー分布から、分子イオン照射に伴うSi$$_{n+}$$クラスターの脱離過程について検討した結果、Si原子はいったん個々の単原子として表面を離脱した後、再結合-分解の過程を経て観測されることが示唆された。

論文

Emission of silicon cluster ions by molecular ion bombardment

山本 博之; 馬場 祐治

Applied Physics Letters, 72(19), p.2406 - 2408, 1998/05

https://doi.org/10.1063/1.121369
 被引用回数：9 パーセンタイル：42.97(Physics, Applied)

数mA/cm$$^{2}$$以上の高電流密度のイオンが表面に衝突した場合、励起された原子の一部が2~3個以上の原子からなるクラスターとして表面を離脱する。本研究では、SF$$_{5+}$$等の分子イオン(4keV)を用い、1$$mu$$A/cm$$^{2}$$程度の電流密度においてSi$$_{1+}$$~Si$$_{8+}$$までのクラスターを得た。これは、SF$$_{5+}$$が6原子で構成されることから、単原子イオン照射の場合と異なり、分子イオンの径に応じて局所的に極めて高密度の励起領域が表面に形成されるためと考えられる。また、各種分子イオン、単原子イオンの照射結果から、分子イオンの径とクラスター強度に相関のあることを明らかにした。さらに、得られたクラスターイオンの運動エネルギー分布から、Si原子はいったん個々の単原子として表面を離脱した後、これらの再結合によりクラスターとなる可能性を示唆した。

論文

イオンビーム利用の基礎と現状,II.2; 重イオンの放射線化学

南波 秀樹

Radioisotopes, 44(1), p.69 - 72, 1995/01

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.44.69

重イオンビーム照射によってひきおこされる放射線化学反応について、イオンビーム利用の基礎としての立場から解説する。これまでに国内外で行なわれてきた研究を紹介するとともに、原研高崎研で現在進めているマイクロドシメトリー、パルス照射線分解、イオン照射効果の現状についても述べる。

論文

高分子に対するイオン照射効果

貴家 恒男

Radioisotopes, 41(11), p.121 - 122, 1992/11

高分子に対するイオン照射効果のうち、数百keV$$sim$$数MeVの比較的低エネルギーイオンの高分子表面への注入による改質効果について文献紹介を行った。ポリイミドなど多くの高分子への種々のイオン注入により、表面の電気伝導性が10$$^{12}$$倍大きくなること、これは注入イオンの効果ではなく、イオン照射特有の高密度励起によりもたらされた炭化現象によること、および改質研究で重要なイオンの注入深さと改質効果との関連などを最近の報告に基づき解説した。

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