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2022 Fiscal Year Annual Research Report

超重元素シーボーギウムの揮発性単一原子分子の生成とその熱化学的特性

Research Project

Project/Area Number 22H02112
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

永目 諭一郎  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究嘱託 (80354885)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 哲也  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370382)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Keywords超重元素 / シーボーギウム / シングルアトム化学 / ガスクロマトグラフ / 吸着エンタルピー
Outline of Annual Research Achievements

以下の2項目を中心に進めた。
1.核反応槽直結型連続等温ガスクロマトグラフ装置の開発・改良:核反応で合成したシーボーギウム(Sg)の揮発性化合物(酸化塩化物)形成のための化学反応槽の整備(反応ガス導入系など)、ガスクロマトグラフ用石英カラムの製作、等温ガスクロマトグラフ分離部への電気炉の設置、及び生成した化合物を放射線測定系へ高効率で搬送するためのクラスタリング槽の開発・改良を行った。特に、Sgを模擬して、周期表同族元素である短寿命モリブデン同位体 (104-Mo:半減期1分)を対象としたオフライン等温ガスクロマトグラフ実験を行うための試験装置を整備した。本装置は2つのカリホルニウム-252(252-Cf)自発核分裂線源を備えており、252-Cfの自発核分裂によって生成する104-Moのガスクロマトグラフ挙動を調べることができる。
2.核反応生成物を迅速に上記実験装置へ搬送するため、キャリアガス搬送システムを新たに整備した。本システムでは、等温ガスクロマトグラフ装置の温度、圧力、ガス流量などの安定制御をLabVIEWを用いて行うことができる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

核反応槽直結型連続等温ガスクロマトグラフ装置の開発・改良では、必要な物品の購入やカリホルニウム-252(252-Cf)自発核分裂線源を備えた装置開発をほぼ終了した。また、核反応生成物を迅速に上記実験装置へ搬送するためのキャリアガス搬送システムの整備を完了した。
以上のとおり、装置開発はおおむね終了したため順調に進展している、と判断する。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度に製作した装置を用いて、252-Cf自発核分裂線源からの生成物、モリブデン同位体104-Moを用いて、シーボーギウム実験に向けた模擬実験を開始する。等温ガスクロマトグラフ挙動から、Mo揮発性同位体の化学種の推定を行う。また同じく同族元素であるタングステン同位体を核反応で合成し、オンラインの等温ガスクロマトグラフ実験を行い、Moデータとの比較を行う。これらのデータをもとに、Sg実験の計画を立案する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Chemistry of the elements at the end of the actinide series using their low-energy ion-beams2022

    • Author(s)
      T. K. Sato and Y. Nagame
    • Journal Title

      Radiochim. Acta

      Volume: 110 Pages: 441-451

    • DOI

      10.1515/ract-2022-0001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On the reactivity of element 114, flerovium2022

    • Author(s)
      A. Yakushev, L. Lens, Ch. E. Duellmann, J. Khuyagbaatar, A. Di Nitto, T. K. Sato, Y. Nagame, et al.
    • Journal Title

      Front. Chem.

      Volume: 10 Pages: 976635-1-11

    • DOI

      10.3389/fchem.2022.976635

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超重元素化学研究に向けたガスジェット結合型EBGPイオン源の開発2023

    • Author(s)
      佐藤哲也、青木涼太、宮地優太、浅井雅人、伊藤由太、内馬場優太、Gong Gyoengmin、名取日菜、塚田和明、永目諭一郎
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会(2023)
  • [Presentation] Single atom chemistry of superheavy element at JAEA2022

    • Author(s)
      佐藤哲也
    • Organizer
      第37回化学反応討論会
    • Invited
  • [Presentation] Chemistry of heavy actinides using their low-energy ion-beams2022

    • Author(s)
      Y. Nagame
    • Organizer
      6th International Nuclear Chemistry Congress (6th-INCC 2022)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemistry of the elements at the end of the actinide series using their low energy ion-beams2022

    • Author(s)
      T. K. Sato
    • Organizer
      5th International Conference on Application of Radiotracers and Energetic Beams in Sciences (ARCEBS 2023)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 超重元素原子科学研究に向けたEBGP(Electron-Beam-Generated-Plasma)イオン源の開発2022

    • Author(s)
      青木涼太、佐藤哲也、内馬場優太、宮地優太、Gong Gyeongmin、名取日菜、伊藤由太、浅井雅人、塚田和明、永目諭一郎
    • Organizer
      日本放射化学会第66回討論会(2022)
  • [Presentation] イオントラップされた不安定核の崩壊分光に向けたベーン電極型ポールトラップ装置の開発2022

    • Author(s)
      内馬場優太、伊藤由太、青木涼太、宮地優太、Gong Gyeongmin、名取日菜、佐藤哲也、浅井雅人、塚田和明、永目諭一郎
    • Organizer
      日本放射化学会第66回討論会(2022)

URL: 

Published: 2023-12-25  

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