2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K18759
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
菊永 英寿 東北大学, 電子光理学研究センター, 准教授 (00435645)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 核励起 / 核異性体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
質量数229のトリウム同位体(Th-229)の第一励起状態（Th-229m）はこれまで知られている中でも最も低い励起エネルギー（約7.8 eV）を持つ核異性体である。近年，30年間誰も成功しなかった，Th-229mの直接検出に成功したという報告がついになされた。しかしながら、現在までに“原子核時計”構築の条件であるTh-229mの光励起が成功したという報告は未だなされていない。本申請課題ではTh-229gの光励起によるTh-229m製造法を確立して，確かなTh-229m検出法によりその存在を確認する。それによりTh-229mの光励起条件を世界に先駆けて詳細に研究し，次世代”原子核”時計への道を開拓する。本申請課題はTh-229の光励起実験を行うための照射試料を決定するため，真空紫外照射装置の製作，非放射性物質を用いた照射分光試験，Th-228等の模擬試料を用いた試験を経て，Th-229を用いた本実験を行う予定である。
本年度は真空紫外照射装置の製作，及び多量のTh-232試料からTh-228の親核種であるRa-228を分離精製するための予備実験を行った。真空紫外照射装置は真空チャンバーに真空紫外光源と真空紫外分光装置を備えており，試料を照射しながら分光分析できるようになっている。現在，設計・製作が終わり性能試験を行っているところである。また，Th-228模擬試料を得るために数グラムのTh-232を用いてRa分離手法の検討を行い，Raが高収率で得られる手法を開発した。今後は更に手法を改良し，最終的には数百グラムのTh-232を用いてRa-228を入手するつもりである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本申請課題はTh-229の光励起実験を行うための照射試料を決定するため，真空紫外照射装置を用いて，非放射性物質を用いた照射分光試験，Th-228等の模擬試料を用いた試験を経て，Th-229を用いた本実験を行う予定である。本年度は照射テストに必要な真空紫外照射装置の製作を行った。順調にいけば来年度前半に非放射性物質を用いた照射分光試験を実施できる。
また，模擬試料を作成するために必要なTh-228をTh-232から分離する手法の開発も進んでいる。Th-229自体が強いα放射能を持っているために，α線による分光実験への影響を確かめる必要がある。そのため，同じく強いα放射体であり，入手しやすいトリウム同位体であるTh-228を用いて予備実験を行う。今年度は数グラムのTh-232からTh-228の予備分離を行い，Raが高収率で得られる手法を開発した。まだ，放射線防護の観点から手法の改良は必要であるが，来年度後半には目的量のRa-228試料が得られる予定である。
以上から，計画は概ね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度前半には真空紫外照射装置の性能評価を行い，非放射性物質を用いた照射分光試験を行う予定である。Th-229光励起・脱励起に関わる光エネルギーは7-10 eVの真空紫外領域であり，この領域のバックグラウンドを詳細に調べる。必要ならば少量のTh-232を導入した試料を作成し，その分光分析を行う。また，Th-229自体が強いα放射能を持っているために，α線による分光実験への影響を確かめる必要がある。そのため，同じく強いα放射体であり，入手しやすいトリウム同位体であるTh-228を用いて予備実験を行う。
さらに，Th-229試料の更なる入手を行う予定である。当研究グループはTh-229を数十μg所有しているが，Th-229量を増量すれば作成できる励起試料も多くなる。今年度は原子力研究開発機構から数グラムのU-233の提供を受けて，東北大学に輸送した。ここから娘核種であるTh-229を分離して，研究に用いるTh-229試料を作成する予定である。
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| Causes of Carryover |
真空紫外光照射-分光装置を自作しており，試料固定部の詳細が決まらないために次年度使用額が生じている。この部分は照射試料を作成しながら改良する予定であり，その費用として使用する。
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Research Products
(1 results)
