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Development of isotope-selective resonance ionization scheme for visualization of radioactive strontium

Research Project

Project/Area Number 16H04639
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

IWATA Yoshihiro  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (20568191)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮部 昌文  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉国際共同研究センター, 研究主幹 (20354863)
伊藤 主税  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 高速炉・新型炉研究開発部門 大洗研究所 高速炉サイクル研究開発センター 燃料材料開発部, 課長 (90421768)
長谷川 秀一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90262047)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2016: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000)
Keywordsストロンチウム / 同位体選択性 / 共鳴イオン化 / イオントラップ / 半導体レーザー / 干渉フィルター / 狭線幅 / 原子・分子物理 / 安定性 / エタロン
Outline of Final Research Achievements

Strontium 90 (90Sr) is an important radionuclide in both environmental measurement and nuclear data. In this study, visualization of 90Sr was demonstrated by observing the fluorescence of a single 90Sr+ ion using diode laser-based resonance ionization and ion trap. In addition, we proposed a method for resonance ionization of 90Sr atoms with high isotopic selectivity. Two types of external cavity diode lasers were constructed using an interference filter and a diffraction grating. Using these lasers, the isotopic selectivity was evaluated to be 10 to the power of 6-10.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ストロンチウム90は環境計測及び原子核データの両面で重要な放射性核種であり、特に福島第一原子力発電所事故を受けて体内摂取に伴う内部被ばくの問題から、迅速分析のニーズが高まっている。本研究で開発した共鳴イオン化スキームにより海洋試料等のストロンチウム90同位体存在度が低い試料に対する高感度分析が可能となるほか、本研究の成果は原子核データの拡充につながるものであり、環境計測及び原子核データの両面で意義は高いと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Laser Cooling and Spectroscopy of Trapped Sr Ions2019

    • Author(s)
      Iwata Yoshihiro、Jung Kyunghun、Cheon Donguk、Wakaida Ikuo、Miyabe Masabumi、Hasegawa Shuichi
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 24 Pages: 0110391-6

    • DOI

      10.7566/jpscp.24.011039

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of Bandpass Filtered External Cavity Diode Laser System for RIMS of Radioactive Strontium Isotopes2019

    • Author(s)
      Cheon Donguk、Iwata Yoshihiro、Miyabe Masabumi、Hasegawa Shuichi
    • Journal Title

      JPS Conference Proceedings

      Volume: 24 Pages: 0110321-6

    • DOI

      10.7566/jpscp.24.011032

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Investigation of Optical Ionization of Strontium via 5s2 1S0 → 5s5p 3P1○ → 5s5d 3D2 → 4dnp (or 4dnf, n=39) for Isotope Selectivity Enhancement2018

    • Author(s)
      Cheon Donguk、Iwata Yoshihiro、Miyabe Masabumi、Wakaida Ikuo、Hasegawa Shuichi
    • Journal Title

      Journal of Spectroscopy

      Volume: 2018 Pages: 56123601-6

    • DOI

      10.1155/2018/5612360

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Laser cooling and imaging of individual radioactive 90Sr+ ions2017

    • Author(s)
      Kyunghun Jung, Yoshihiro Iwata, Masabumi Miyabe, Kazuhiro Yamamoto, Tomohisa Yonezu, Ikuo Wakaida, Shuichi Hasegawa
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 96 Issue: 4 Pages: 0434241-6

    • DOI

      10.1103/physreva.96.043424

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザー共鳴イオン化を用いた実試料中90Sr分析の検討2019

    • Author(s)
      岩田圭弘,Cheon Donguk,宮部昌文,永岡美佳,松原菜摘,長谷川秀一
    • Organizer
      第17回同位体科学研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on the novel resonance ionization scheme of strontium for the isotope selectivity enhancement2019

    • Author(s)
      Cheon Donguk,Iwata Yoshihiro,Miyabe Masabumi,Hasegawa Shuichi
    • Organizer
      日本原子力学会2019年春の年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Study on the development of resonance ionization scheme of strontium with high isotope selectivity2018

    • Author(s)
      Cheon Donguk,Iwata Yoshihiro,Miyabe Masabumi,Hasegawa Shuichi
    • Organizer
      日本原子力学会2018年秋の大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 共鳴イオン化・イオントラップを用いた90Sr分光分析2018

    • Author(s)
      岩田圭弘,Cheon Donguk,宮部昌文,長谷川秀一
    • Organizer
      第21回AMSシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Laser cooling and spectroscopy of trapped Sr ions2018

    • Author(s)
      Yoshihiro Iwata, Kyunghun Jung, Donguk Cheon, Ikuo Wakaida, Masabumi Miyabe, Shuichi Hasegawa
    • Organizer
      International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of band pass filtered external cavity diode laser system for RIMS of radioactive strontium isotopes2018

    • Author(s)
      Donguk Cheon
    • Organizer
      International Symposium on Radiation Detectors and Their Uses (ISRD2018)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 放射性ストロンチウムに対する同位体選択性の高い分光分析法の開発 (1)レーザー開発と共鳴イオン化スキーム2018

    • Author(s)
      岩田圭弘,Cheon Donguk,宮部昌文,長谷川秀一
    • Organizer
      日本原子力学会2018年春の年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Spectroscopic analysis of radioactive strontium with high isotopic selectivity (2)Multi-step RIS of 90Sr with IF-ECDL and characteristics evaluation2018

    • Author(s)
      Donguk Cheon, Yoshihiro Iwata, Masabumi Miyabe, Shuichi Hasegawa
    • Organizer
      日本原子力学会2018年春の年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ストロンチウム同位体イオンのレーザー冷却による分光分析法の開発(4)2017

    • Author(s)
      岩田圭弘,鄭京勲,山本和弘,若井田育夫,宮部昌文,長谷川秀一
    • Organizer
      日本原子力学会2017年春の年会
    • Place of Presentation
      東海大学湘南キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 90Srの迅速分析を目的とした共鳴イオン化・イオントラップ分析手法の開発2017

    • Author(s)
      岩田圭弘,鄭京勲,山本和弘,若井田育夫,宮部昌文,長谷川秀一
    • Organizer
      第15回同位体科学研究会
    • Place of Presentation
      上智大学四谷キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of interference filtered ECDL system for strontium resonance ionization spectroscopy2017

    • Author(s)
      Donguk Cheon, Yoshihiro Iwata, Masabumi Miyabe, Shuichi Hasegawa
    • Organizer
      日本原子力学会2017年秋の大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射性ストロンチウムの迅速分析に向けた共鳴イオン化・トラップ分析技術の開発 (1):分析装置内イオン軌道シミュレーション2016

    • Author(s)
      山本和弘,岩田圭弘,鄭京勲,宮部昌文,長谷川秀一
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 放射性ストロンチウムの迅速分析に向けた共鳴イオン化・トラップ分析技術の開発 (2):捕獲イオンの蛍光観測2016

    • Author(s)
      岩田圭弘,鄭京勲,山本和弘,宮部昌文,若井田育夫,長谷川秀一
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ストロンチウム同位体イオンのレーザー冷却による分光分析法の開発(3)2016

    • Author(s)
      鄭京勲,岩田圭弘,山本和弘,若井田育夫,宮部昌文,長谷川秀一
    • Organizer
      日本原子力学会2016年秋の大会
    • Place of Presentation
      久留米シティプラザ
    • Year and Date
      2016-09-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 長谷川研究室ホームページ

    • URL

      http://lyman.q.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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