2004 Fiscal Year Annual Research Report
粒子ビームを用いた環境・生体条件下での元素化学状態の迅速・高感度測定法の開発
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16360466
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山崎 浩道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00166654)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 慶造 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00134065)
松山 成男 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70219525)
菊池 洋平 東北大学, 大学院・工学研究科, 教務職員 (50359535)
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| Keywords | 荷電粒子励起X線分光(PIXE) / 荷電粒子ビーム / 特性X線 / 定量分析 / 有害元素 / 化学状態分析 |
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| Research Abstract |
本研究では、加速器からの粒子ビームを試料中の元素分析に用いる荷電粒子励起X線分光(PIXE)法と広範囲な溶液試料中の元素の化学状態(原子価、大きさ親水性・疎水性)を定量的に分離できるキャピラリー電気泳動セルを組合せて、環境試料中に極微量(ngレベル)で含まれる有害元素の存在量と化学状態を迅速・高感度で測定できるシステムの構築を目指します。
サブミリ径の陽子ビームを走査して電気泳動キャピラリー中の元素分布を測定するPIXE分析チャンバーの作製にあたり、キャピラリーを模擬したポリイミドチューブ(内径0.5mm外径0.55mm)に対して入射陽子ビームと±135°の方向に購入したSi(Li)半導体検出器と現有する検出器の2台を配置した測定システムでの検出感度ならびに位置分解能を検討しました。その結果、目的とするマイクロ電気泳動チップPIXE分析においては、マイクロビームの使用が不可欠であることが判明し、現在チャンバー設計の変更等を行っています。
一方、人の生活に係る環境水中の濃度が厳しく制限されている有害元素の酸化状態をPIXE法によって迅速に定量するために、1.As(III)/As(V)およびCr(III)/Cr(VI)を分離濃縮できる均質薄膜PIXEターゲットの調製法ならびに2.重イオンPIXEによるCr, Pbの化学状態分析の検討を行いました。1.については、Asに対してリン酸塩共存下におけるIn(III)水酸化物共沈法、Crに対してはFe(III)水酸化物共沈法によってサブppb濃度の元素の酸化状態の違いによる有毒性評価が可能であること確認しました。2.については、C^<6+>,Ar^<15+>ビームをμg量の試料に照射する重イオンPIXEによって、エネルギー分散型の迅速な測定においても多重電離による元素の特性X線の強度比、X線スペクトルのピーク値および線幅がCr化合物ごとに変化することから、高感度な化学状態分析が行えることを明らかにしました。
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