2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of method for rare isotope spectroscopic analysis using lasers
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15H04240
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 秀一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90262047)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | レーザー / 原子・イオン / 同位体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カルシウムの多段共鳴イオン化の実現
これまで中性カルシウムの共鳴イオン化には，基底状態の4s2 1S0 → 4s4p 1P1 → 4s4d 1D2の2つの共鳴を用いたイオン化を行っていたが、さらに4s4d 1D2からリュードベリ準位への励起に対応する共鳴を利用することで，中性カルシウム原子の同位体選択的な励起・イオン化の更なる向上が期待される．3段目に使用されるレーザー光は高強度のレーザーが必要となるため，昨年度においては，外部共振器型半導体レーザーシステム（ECDL）に加えて、その光をシード光として増幅するテーパーアンプ半導体を導入し，1W以上の高出力を得ることに成功した．今年度はこの高出力レーザー光源を用いて，中性カルシウム原子の3段共鳴励起を実現，同位体シフトを観測した．これにより同位体選択性をさらに向上させることが可能となり，この成果を現在論文にまとめている．
同重体イオンの影響評価
ICP-MS は質量分析部により、質量分離が可能であるが、原理的には同重体を区別することはできない。開発している装置においては目的同位体と同じ質量を持つ同重体もトラップ部に導入されることになる。そこで、着目同位体の捕獲に同重体が及ぼす影響を観測するため，48Caに対する同重体としてTi元素を採用し，同重体効果を実験的に調査した．試料中の48Ca量を一定にした状態で，同重体のTi量を変化させたいくつかの試料を作成し，それぞれの試料をトラップした時の48Caからの蛍光量の変化を系統的に調べた．その結果，これまで使われてきたイオンローディングモデルの見直しが必要であることがわかり，蛍光量に対する熱的な効果を考慮したイオンローディングモデルを新たに考案し，目的同位体の捕獲・冷却のメカニズムを実験的に検討した．これにより，捕獲イオン量やイオンの捕獲後の温度変化などの定量評価に成功した．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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