レーザによるHf元素の効率的な励起・イオン化法の実験的解析

Research Project

Project/Area Number	12780380
Research Category	Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Nuclear engineering
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	長谷川秀一東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (90262047)
Project Period (FY)	2000 – 2001
Project Status	Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help	¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000) Fiscal Year 2001: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000) Fiscal Year 2000: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords	ハフニウム / ジルコニウム / レーザ分光 / 微量分析 / レーザ共鳴イオン化 / イオン回収
Research Abstract	レーザ共鳴イオン化法によりHf元素の高励起状態の解析を行った.実際に行ったいくつかのうち中間準位5d^26s6p ^3F_2 (27149.64cm^<-1>)を経由した高励起状態の量子欠損について考察した.5d6s^2 ^2D_<3/2> (55047.9cm^<-1>)をイオン化限界としたときの主量子数と量子欠損の関係をプロットした結果,系列間に摂動があることがわかった.またこのプロットより観測されたRydberg系列が第1イオン化限界5d6s^2 ^2D_<3/2> (55047.9cm^<-1>)に収束していることを確認した.実験で使用した中間準位はいずれも5d^26s6pであったが,そこからいずれも5d6s^2へ収束するRydberg系列が観測された.しかしながら1光子により5d6s^2へ収束する系列への励起は考えられないことから,中間準位は(d+s)^3pとの混在状態であり5d6s^2nsまたは5d6s^2ndの系列が観測されているものと考えられる. さらに回収効率を高めるためにレーザ光によりイオン化されるプラズマの挙動について検討を行った.これについては実験的な考察が困難なことから流体モデルを用いた数値解析を行った.またレーザ同位体分離で重要なウランのパラメータを利用した.その結果,プラズマポテンシャルが電子の挙動により数ナノ秒で形成されることがわかった.また電荷交換断面積を考慮したモデルより回収の際に起こる損失を評価した.