2015 Fiscal Year Annual Research Report
ガンマ線照射下おける貴金属の酸化物形成に関する研究
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25420744
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
山本 春也 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 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (70354941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
箱田 照幸 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 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (70354933)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 貴金属 / ガンマ線 / 触媒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、空気中のガンマ線照射により誘発されるパラジウム(Pd)などの貴金属の酸化物形成及び放射線環境下で使用する各種センサーなどに触媒として使用可能な貴金属に関する知見を得ることを目的に、これらの貴金属の薄膜試料を作製して空気中でガンマ線照射したときの表面状態、深さ方向の組成の変化を調べた。本年度は、Pd膜を対象に酸化物形成の吸収線量の依存性、さらに、Pd以外の貴金属薄膜に対する空気中のガンマ線照射を実施して酸化物形成の有無を調べた。実験では、サファイア（0001）基板上に形成したPd（111）薄膜を用いてガンマ線照射を最大5 MGyまで行い、表面近傍の組成、化学状態、表面形態をラザフォード後方散乱法、Ｘ線光電子分光法等により評価した結果、Pd（111）薄膜では1 MGyの吸収線量で膜表面に直径10μｍ程度の酸化物が島状に形成され、吸収線量の増加とともに膜全体に酸化物の形成が進むことがわかった。一方、真空中でガンマ線照射を行ったPd薄膜では、有意な酸化物の形成が確認できなかった。このことからPd酸化物の形成は、空気中に存在する窒素の放射線分解生成物と水分との反応で生じた硝酸が膜表面に付着することで起こると示唆された。さらに、これまでにガンマ線照射実験を実施したPd、白金（Pt）、金（Au）に加えてルテニウム(Ru)、ロジウム（Ru）、銀(Ag)、イリジウム(Ir)の貴金属薄膜を作製して、空気中でガンマ線照射を5 MGyまで実施した。その結果、Ag薄膜で酸化物の形成が生じ、その他の貴金属薄膜では金属光沢を保ち自然酸化以上の著しい酸化物の形成は確認できなかった。ガンマ線照射による以上の結果から、Pt、Au、Rh、Ru、Irが触媒として使用できる貴金属であることがわかった。
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