2015 Fiscal Year Annual Research Report
非線形分光を利用するアクチノイドの界面スペシエーション・イメージング
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26249148
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
木村 貴海 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 原子力基礎工学研究センター, 研究主席 (20354897)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邉 雅之 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 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (70354842)
北辻 章浩 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 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (30354898)
斉藤 拓巳 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (90436543)
青柳 登 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 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (80446400)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | バックエンド / アクチノイド / 非線形分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
２年目は、振動和周波発生(VSFG)システムの出力を増強した。初年度用いた、再生増幅アンプ（～1 mJ/pulse）による光パラメトリック増幅器(TOPAS-Prime)の発振では、ハウジングミ キサー（NirUVis）および差周波発生（DFG）によって可視光（795 nm）を中赤外光（3000 nm）に変換する際に出力が極めて低いことがわかった。そこで、別途整備した、ワンボックス再生増幅アンプにTOPAS－NirUVisシステムを組み込み、強い信号を得ることを可能にした。これによって、出力は大幅に改善し、パルス幅～100 fs、2 mJ/pulse（795 nm）、34 μJ/pulse（3000 nm）のパルス光をSF光発生に用いることが可能になった。その上で、光学防振台上に光学素子を適切に配置し、信号検出に向けた整備を進めた。
さらに，最終年度HD-VSFGによる界面スペシエーションイメージングの対象として検討している固体基板の一つとして、ガラスを用い、時間分解型レーザー誘起蛍光分光法(TRLFS)により、蛍光特性を評価した。
これらと並行して、高インピーダンス測定等の電気化学システムを導入した。ヘテロダイン検出振動和周波発生法（HD-VSFG）の測定結果の解釈に資する固液界面の状態変化に関する予備検討も併せて行った。
また、HD-VSFGの分野で著名な大学研究室において、実験手法を視察し、同方法について理解を深めるとともに、研究者間の交流および情報収集を行った。さらに、関連する他の研究組織における異分野の研究者と情報交換を行い、検出効率の改善への助言を得て、セットアップに反映した。
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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
非線形分光システムの出力増強および光学系の配置が中心となった。レーザー光源本体のアップグレードは順調に進み、システムの最適化へ向けてセットアップを行った。アップグレードにより測定時間が短縮された。
今後システムの最適化をさらに進めるとともに、計画に則り界面の和周波発生分光をより短時間で行う。固液界面の状態変化の観測に有用な交流インピーダンス測定装置を導入した。HD-VSFG測定の結果の解釈や測定条件の選定に援用可能な評価のための環境を整えた。サンプル系の選定においては、ガラス基板の発光分光データ取得を進めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は、非線形分光システムについては、シグナルの検出・光学系の最適化を遂行し、信号を最適な効率で取得することを目標とする。その上で、ウラニルを含む水溶液あるいは固体などについて、固気界面、固液界面の和周波発生を試み、振動分光データを収集する。
さらに、これまでに整備してきた界面の電荷移動評価のためにサイクリックボルタンメトリや電気二重層の変化を評価するための交流インピーダンス法などの電気化学手法をHD-VSFG測定と組わせ界面での電荷移動の評価をもとに、反応系として、複雑な酸化還元反応が関与する反応系についても検討を始める。
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