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論文

Silicon isotope separation utilizing infrared multiphoton dissociation of Si$$_{2}$$F$$_{6}$$ irradiated with two-frequency CO$$_{2}$$ laser lights

横山 淳; 大場 弘則; 橋本 雅史; 勝又 啓一; 赤木 浩; 石井 武*; 大家 暁雄*; 荒井 重義*

Applied Physics B, 79(7), p.883 - 889, 2004/11

https://doi.org/10.1007/s00340-004-1642-z
 被引用回数：10 パーセンタイル：44.12(Optics)

シリコン同位体分離を2振動数CO$$_{2}$$レーザー光照射によるSi$$_{2}$$F$$_{6}$$の赤外多光子解離を利用して行った。2振動数光照射により高い分離係数を維持したまま分離効率を向上させることができた。例えば、966.23cm$$^{-1}$$(0.089J/cm$$^{2}$$)と954.55cm$$^{-1}$$(0.92J/cm$$^{2}$$)の光を100パルス同時に照射し、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を40%分解させることで$$^{28}$$Si同位体純度99.4%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$が得られた。一方、954.55cm$$^{-1}$$の光(0.92J/cm$$^{2}$$)のみでは同位体純度99.0%のSi$$_{2}$$F$$_{6}$$を得るのに1000パルスの照射が必要であった。$$^{29}$$Siと$$^{30}$$Siの1パルス照射あたりの分離係数は、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$圧の増加に伴って増大した。この圧力効果の原因について周囲の気体との衝突による回転及び振動緩和の観点から議論した。

報告書

放射化金属廃棄物の分留特性の数値解析

赤岡 克昭; 丸山 庸一郎

JAERI-Research 2004-012, 12 Pages, 2004/08

JAERI-Research-2004-012.pdf:3.52MB

おもにステンレスから構成されるJPDR金属廃棄物を対象に0$$sim$$2500$$^{circ}$$Cまで200$$^{circ}$$C/hで昇温する場合の分留特性の数値解析を行った。解析モデルはHenryの法則をLangmuirの式に適用しRunge-Kutta法を用いて解析した。その結果、$$^{152,154}$$Eu及び$$^{14}$$C, $$^{94}$$Nbは分留によって除去できることが示された。$$^{54}$$Mn及び$$^{55}$$Feについては、30年程度の冷却によって放射能をクリアランスレベル以下に低減できる。したがって、$$^{59,63}$$Niと$$^{60}$$Coをレーザーによって除去することにより、放射化金属の廃棄物量を1/100以下にできる可能性があることが明らかになった。

報告書

金属元素の蒸留の研究; ジュラルミンの元素分別

赤岡 克昭; 丸山 庸一郎

JAERI-Research 2003-022, 16 Pages, 2003/10

JAERI-Research-2003-022.pdf:1.56MB

超々ジュラルミン(アルミニウム合金7075:Al-5.6Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.25Cr)の蒸留特性の測定と数値解析を行った。実験では378.7mgのジュラルミンを抵抗加熱蒸発装置により200$$^{circ}$$C/hourの昇温速度で1500$$^{circ}$$Cまで加熱し、蒸発させ、四重極質量分析計でイオン電流を記録することにより蒸発特性を測定した。シミュレーションはRaoultの法則をLangmuirの式に適用し、Runge-Kutta法を用いて解析した。その結果、蒸留の特性は実験とシミュレーションがよく一致し、蒸留によりジュラルミンをAl, Cu, CrとZn, Mgの2つの群に分離できることを明らかにした。これらの結果、蒸留による元素分別を用いた放射性廃棄物の減量が可能であることを示された。

論文

High enrichment of $$^{28}$$Si by infrared multiple photon decomposition of Si$$_{2}$$F$$_{6}$$

横山 淳; 大場 弘則; 柴田 猛順; 河西 俊一*; 杉本 俊一*; 石井 武*; 大家 暁雄*; 宮本 佳樹*; 磯村 昌平*; 荒井 重義*

Journal of Nuclear Science and Technology, 39(4), p.457 - 462, 2002/04

https://doi.org/10.3327/jnst.39.457
 被引用回数：3 パーセンタイル：22.58(Nuclear Science & Technology)

六フッ化ニケイ素(Si$$_{2}$$F$$_{6}$$)の赤外多光子解離を用いたシリコン同位体分離により高濃縮$$^{28}$$Siを得た。TEA炭酸ガスレーザーの10P(8)発振線(954.55cm$$^{-1}$$)の光をセルにつめたSi$$_{2}$$F$$_{6}$$にフルエンス1.0J/cm$$^{2}$$で照射した。その結果、$$^{29}$$Siと$$^{30}$$Siは、生成物であるSiF$$_{4}$$と白色の粉に濃縮し、$$^{28}$$Siは分解しないで残ったSi$$_{2}$$F$$_{6}$$に濃縮した。99.9%濃縮の$$^{28}$$Siは、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を50%分解することにより得られた。また、Si$$_{2}$$F$$_{6}$$を連続的に流し、レーザー照射を行うことで、99.7%濃縮の$$^{28}$$Siを2.5g/hの生成速度で連続的に生成することが出来た。

論文

Development of a laser ion source with pulsed ion extraction

小泉 光生; 長 明彦; 関根 俊明; 久保田 正志*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 126(1-4), p.100 - 104, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0168-583X(96)01079-8
 被引用回数：8 パーセンタイル：56.18(Instruments & Instrumentation)

核反応生成物を迅速に質量分離して取出すオンライン同位体分離器用イオン源として、レーザー共鳴イオン化法によるイオン源の開発を進めている。レーザー共鳴イオン化による元素選択性と質量分離により、目的各種を純度良く分離できる可能性がある。高温のイオン化室内を飛行する原子を効率良くイオン化するため、レーザーの照射体積を大きくする凸レンズを組込んだイオン源を試作した。オフライン実験において、このイオン源は短パルスでイオンを引き出せることが分かった。

論文

Numerical simulation for metastable states' deexcitation in electron beam evaporation process

西村 昭彦; 柴田 猛順

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(9), p.905 - 911, 1995/09

https://doi.org/10.3327/jnst.32.905
 被引用回数：2 パーセンタイル：27.69(Nuclear Science & Technology)

原子法レーザー同位体分離(AVLIS)では、原子蒸気発生のために電子ビーム蒸発が使用されている。このプロセスの数値計算のために、直接シミュレーションモンテカルロ(DSMC)法を改良した。DSMC法に単純統計モデルを組込むことで、蒸発原子の並進運動と準安定準位間のエネルギー移動を表現した。Gdの5つの準安定準位を計算対象にした。計算結果とレーザー吸収分光法により求めた実験結果との比較により、準安定準位と並進運動間のエネルギー移動が生じるのは衝突ペアの全エネルギーがあるしきい値を超えた場合であることが判明した。本計算コードを改良発展させることで、原子法レーザー同位体分離の蒸発プロセス全体を把握できることが期待できる。

論文

原研高崎TIARA-ISOLによる研究の現状

関根 俊明; 小泉 光生; 長 明彦*; 市川 進一

KURRI-TR-377, 0, p.19 - 21, 1993/04

高崎研イオン照射研究施設(TIARA)に設置したオンライン同位体分離器(ISOL)は、安定同位体を用いた調整を経てオンライン実験が可能になっている。これまでに$$^{195}$$MeVの$$^{36}$$ArビームとMoターゲットとの反応により、質量数126~132のPr,La,Ce等のアイソトープを表面電離型イオン源を用いて同位体分離した。質量数127では、半減期10$$pm$$5秒で減衰する新しい$$gamma$$線を見出した。この$$gamma$$線は新核種$$^{127}$$Prに帰属する可能性が高く、更に感度を高めた実験により確認する。その他、ISOL用レーザーイオン源の開発、RI注入によるメスバウア分光の状況についても報告する。

論文

Velocity distributions in high density gadolinium atomic beam produced with axial electron beam gun

西村 昭彦; 大場 弘則; 柴田 猛順

Journal of Nuclear Science and Technology, 29(11), p.1054 - 1060, 1992/11

https://doi.org/10.3327/jnst.29.1054

原子法レーザー同位体分離では、電子ビームによる局所加熱により発生させた高密度原子ビームの速度分布がパルスレーザーの繰り返し周波数の決定や回収電極の設計を行う上で重要である。このため、レーザー光照射領域での原子密度を10$$^{13}$$個/cm$$^{3}$$まで増加させて原子ビームの速度分布を行い、原子ビーム速度及び平行及び垂直方向の並進温度の測定を行なった。原子ビーム速度は蒸着速度とともに増加に単原子気体の断熱膨張時の最大速度800m/sまで加速される。一方平行方向の並進温度は200Kまで低下する。また、垂直方向の並進温度は次第に増加の傾向を示し、蒸着速度500$AA/s$以上では平行方向の並進温度と一致する。本実験結果を偏向型電子銃による実験結果と比較した結果、電子ビームと原子ビームの衝突領域の長さや加速電圧が蒸発原子の速度分布に影響することが判明した。

報告書

保障措置設計のための分子法レーザー同位体分離プロセスのシミュレーション解析

岡本 毅*; 西村 秀夫

JAERI-M 89-098, 42 Pages, 1989/08

JAERI-M-89-098.pdf:1.19MB

分子法レーザー同位体分離技術を用いた濃縮プラントは、高度に先端技術を駆使したプラントとなるので、このプラントに対する保障措置システムの設計は、核不拡散上並びに商業上機微な情報を保護するとともに有効で効率的な保障措置を実現するという相矛盾する要請を共に満たす必要性から、困難な課題である。本報告では、まず、このようなプラントに対する保障措置設計のためのアプローチについて検討し、既存の理論及びデータのみに立脚したプロセスモデルの開発とこのモデルを用いた保障措置の設計を中心とするアプローチを提言した。次に、このアプローチに沿った研究の第一歩として、当該濃縮プロセスである赤外多光子解離過程の内、光選択励起反応のダイナミックスを数値モデルを用いて計算機でシミュレーションを行い、モデルプラントのプロセス設計のための基礎データを得た。

論文

Selective T/H separation by NH$$_{3}$$ laser multiple-photon dissociation of CTCl$$_{3}$$

横山 淳; 鈴木 和弥; 藤沢 銀治; 石川 二郎; 岩崎 又衛*

Applied Physics B, 38(2), p.99 - 105, 1985/00

https://doi.org/10.1007/BF00697448
 被引用回数：17 パーセンタイル：65.66(Physics, Applied)

T化クロロホルム(CTCl$$_{3}$$)の赤外多光子解離およびCTCl$$_{3}$$/CHCl$$_{3}$$混合系でのCTCl$$_{3}$$の選択的解離を、アンモニアレーザーを用いて研究した。クロロホルム圧0.2~7torrの範囲で、CTCl$$_{3}$$の分解速度は、クロロホルム圧の増加に従って単調に減少した。またCTCl$$_{3}$$/CHCl$$_{3}$$混合系にXeを添加すると、クロロホルム圧が2torr以下では、CTCl$$_{3}$$の分解速度が増加した。さらに、実験誤差範囲内でCHCl$$_{3}$$の解離は認められず、クロロホルム圧2torrで分離係数は570以上であった。

論文

Isotope separation by laser-enhanced chemical reaction

有澤 孝; 丸山 庸一郎; 鈴木 庸氏; 柴 是行

Chemical Physics, 81(3), p.473 - 479, 1983/11

https://doi.org/10.1016/0301-0104(83)85338-5
 被引用回数：7 パーセンタイル：31.98(Chemistry, Physical)

抄録なし

論文

Tritium separation by laser multiple-photon dissociation of CDTCl$$_{2}$$/CD$$_{2}$$Cl$$_{2}$$ mixture

横山 淳; 鈴木 和弥; 藤沢 銀治; 石川 二郎; 岩崎 又衛*

Chemical Physics Letters, 99(3), p.221 - 224, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0009-2614(83)87528-9
 被引用回数：7 パーセンタイル：31.98(Chemistry, Physical)

大量のCD$$_{2}$$Cl$$_{2}$$中のCDTCl$$_{2}$$をTEACO$$_{2}$$レーザー光照射よって選択的に分解した。CDTCl$$_{2}$$の分解速度は、927cm$$^{-}$$$$^{1}$$光照射で最大となり、この振動数は、ジクロロメタンに対する一般化分子力場における力の定数の文献値を用いて計算したCDTCl$$_{2}$$のU$$_{7}$$基準振動数(927cm$$^{-}$$$$^{1}$$)と一致した。またレーザー光1パルス照射当たりに生成する分解生成物中のトリチウム分離係数は、試料全圧3torr、907.8cm$$^{-}$$$$^{1}$$光照射で29$$_{-}$$$$_{1}$$$$_{5}$$$$^{+}$$$$^{1}$$$$^{5}$$$$^{6}$$となった。

論文

The Influence of the laser linewidth on the selectivity in laser isotope separation

有澤 孝; 丸山 庸一郎; 鈴木 庸氏; 成瀬 雄二

J.Phys.,D, 16, p.2415 - 2424, 1983/00

抄録なし

論文

Selective multiple-photon dissociation of chloroform-d

横山 淳; 鈴木 和弥; 藤沢 銀治; 石川 二郎; 岩崎 又衛

Journal of Nuclear Science and Technology, 18(9), p.737 - 738, 1981/00

https://doi.org/10.3327/jnst.18.737

CHCl$$_{3}$$およびCDCl$$_{3}$$等モル混合系にCDCl$$_{3}$$の$$upsilon$$$$_{4}$$バンドの波長に相当するTEACO$$_{2}$$レーザーからのレーザー光(10.83$$mu$$mおよび10.91$$mu$$m)照射を行い、CDCl$$_{3}$$の選択的多光子解離を確認した。分解生成物中の分離係数は、10.91$$mu$$m光照射の場合、全圧4$$times$$10$$^{2}$$Paで47以上となり、全圧が増加するに従って、分離係数が低下した。また全圧が同じ場合には、10.83$$mu$$m光照射の場合に比べて光学的選択性(CDCl$$_{3}$$とCHCl$$_{3}$$のモル吸光係数の比)の大きい10.91$$mu$$m光照射の場合に、より大きい分離係数の値を得た。

論文

レーザーによる同位体分離

小幡 行雄

原子力工業, 20(11), P. 57, 1974/11

レーザー法による同位体分離を、ウラン濃縮を中心にして、問答形式で簡単にまとめたもの。「随想」欄にのる予定であるが、内容は問題点の解説である。

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