2016 Fiscal Year Annual Research Report
気体充填型反跳核分離装置を用いた最重元素の溶液化学
Project/Area Number |
26286082
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Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
Principal Investigator |
羽場 宏光 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, チームリーダー (60360624)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小森 有希子 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 特別研究員 (50726370)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | 超重元素 / 106番元素シーボーギウム / 107番元素ボーリウム / 理研重イオン線形加速器 / 気体充填型反跳核分離装置 / 単一原子化学 / 相対論効果 |
Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き,Bhの化学実験に必須の長寿命同位体266Bhの製造最適条件ならびに壊変特性を調べた.理研重イオン線形加速器(RILAC)で加速した23Naイオンを248Cm標的に照射し,248Cm(23Na,5n)266Bh反応によって266Bhを合成した.GARISによって質量分離された266Bhをガスジェットチャンバー内でHe中に捕獲し,KClのエアロゾルに吸着させ,テフロン細管を通して核化学実験室に引き出した.ここに回転式連続α/SF壊変測定装置を設置し,Si半導体検出器を用いて放射線計測を行った結果,266Bhのα壊変鎖を新たに5事象観測することに成功した.さらに,励起関数を初めて測定することができ,断面積が最大(約50 pb)となるエネルギーが131 MeVであることが分かった. 連続溶液化装置およびフロー溶媒抽出器を初めてGARISガスジェット搬送装置に結合し,natGd(23Na,xn)反応により製造した174,176Reのオンライン溶媒抽出を行った.174,176ReをGARISガスジェット法で連続溶液化装置に搬送し,流速1 mL/minの0.5 M HNO3で溶液化した後, 0.01 M TOA/トルエン溶液とともにフロー溶媒抽出器に送液した.分相器で両相を分離後,γ線スペクトロメトリーを行い,Reの分配比を導出した.抽出カラムの長さを変化させて分配比を測定した結果,≧30 cmで抽出平衡に到達することが分かった.その後,40 cmのカラムを用いてTOAの濃度を0.005~0.1 Mの範囲で変化させ,分配比の変化を調べた.TOA濃度≧0.05 Mでは,抽出平衡に到達しなかったが,100 cmのカラムを用いることによって,0.3~20の広範囲で分配比を取得することができた.さらに,natGd(23Na,xn)反応により製造した170Reを用い,ガスジェット搬送,溶液化,溶媒抽出ならびに相分離に要する時間を調べた結果,それぞれ約3,10,6,4秒であることが分かった.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究は,理研RIビームファクトリーの重イオン線形加速器を利用して行う必要がある.アジア初・日本発の新元素ニホニウム発見の成果により,2016年度,理研重イオン線形加速器増強のための補正予算が配分され,この緊急工事のため本研究に配分されていた加速器実験が平成29年度以降に延期されることになった.また,溶媒抽出装置の分離速度を調べたところ,計算上より遅いことが判明したため,短寿命の265Sgや266Bhの実験に向けて装置を改良する必要が生じている.
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Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は, Sgの化学研究に利用できる長寿命同位体265Sgを効率良く製造するため,248Cm(22Ne,5n)265Sg反応の励起関数を取得する.GARISガスジェットチャンバーと連続溶液化装置を改良し,ガスジェット搬送ならびに溶液化に要する時間を大幅に短縮化する.液体シンチレーション測定試料調製部及び光電子増倍管と検出セルから成る検出部を開発し,これをフロー溶媒抽出器と結合する.本研究では,HF/HCl混酸系からのAliquat 336を用いた溶媒抽出により,Sgの加水分解とフッ化物錯形成を調べる計画である.Bhについては,硝酸溶液からの過ボーリウム酸イオンの抽出を行う予定である.そこで,理研AVFサイクロトロンを用い,SgとBhの同族元素であるMo,W,Tc,Reの短寿命RIを製造し,これらの元素の化学種や錯形成定数などの基礎データを取得する.理研重イオン線形加速器の増強工事が終わり次第,SgおよびBhの化学実験に着手する.
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Causes of Carryover |
本研究は,大型加速器施設理研RIビームファクトリーを利用したものである.アジア初・日本発の新元素ニホニウム発見の成果により,2016年度,理研重イオン線形加速器増強のための補正予算が配分された.この緊急工事のため,本研究のための加速器実験が平成29年度以降に延期されることになった.
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Expenditure Plan for Carryover Budget |
2017年度,理研AVFサイクロトロンを用いてSgとBhの同族元素(Mo,W,Tc,Re)のRIを製造し,ガスジェット結合型迅速溶媒抽出装置の開発ならびにSgとBhの化学実験に向けた基礎化学データの取得を行う.この開発に必要な化学試薬や検出器などの消耗品を購入する.また,超重元素化学の国際会議に参加し,本研究の成果を世界に発信する.
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[Journal Article] First online multireflection time-of-flight mass measurements of isobar chains produced by fusion-evaporation reactions: Toward identification of superheavy elements via mass spectroscopy2017
Author(s)
P. Schury, M. Wada, Y. Ito, D. Kaji, F. Arai, M. MacCormick, I. Murray, H. Haba, S. Jeong, S. Kimura, H. Koura, H. Miyatake, K. Morimoto, K. Morita, A. Ozawa, M. Rosenbusch, M. Reponen, P.-A. Soederstroem, A. Takamine, T. Tanaka, and H. Wollnik
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Journal Title
Phys. Rev. C
Volume: 95
Pages: 011305(R)
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Study of the reaction 48Ca + 248Cm → 296Lv* at RIKEN-GARIS2017
Author(s)
D. Kaji, K. Morita, K. Morimoto, H. Haba, M. Asai, K. Fujita, Z. Gan, H. Geissel, H. Hasebe, S. Hofmann, M. Huang, Y. Komori, L. Ma, J. Maurer, M. Murakami, M. Takeyama, F. Tokanai, T. Tanaka, Y. Wakabayashi, T. Yamaguchi, S. Yamaki, and A. Yoshida
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Journal Title
J. Phys. Soc. Jpn.
Volume: 86
Pages: 034201
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Coprecipitation experiment with Sm hydroxide using a multitracer produced by nuclear spallation reaction: A tool for chemical studies with superheavy elements Applied Radiation and Isotopes2016
Author(s)
Y. Kasamatsu, T. Yokokita, K. Toyomura, Y. Shigekawa, H. Haba, J. Kanaya, M. Huang, Y. Ezaki, T. Yoshimura, K. Morita, and A. Shinohara
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Journal Title
Appl. Radiat. Isot.
Volume: 118
Pages: 105-116
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Observation of the chemical reaction equilibria of element 104, rutherfordium: Solid-liquid extraction of Rf, Zr, Hf and Th with Aliquat 336 resin from HCl2016
Author(s)
T. Yokokita, Y. Kasamatsu, A. Kino, H. Haba, Y. Shigekawa, Y. Yasuda, K. Nakamura, K. Toyomura, Y. Komori, M. Murakami, T. Yoshimura, N. Takahashi, K. Morita, and A. Shinohara
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Journal Title
Dalton Trans.
Volume: 45
Pages: 18827-18831
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 208Pb(51V,xn)259-xDb反応における融合障壁分布の測定2017
Author(s)
庭瀬暁隆, 森田浩介, 藤田訓裕, 山野裕貴, 渡辺健友, 光岡駿, 平野剛, 加治大哉, 森本幸司, 羽場宏光, B.J.P. Gall, Z. Asfari
Organizer
日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
Year and Date
2017-03-20
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[Presentation] 50Ti,51V+248Cm反応における融合障壁分布の測定2017
Author(s)
山野裕貴, 森田浩介, 藤田訓裕, 渡辺健友, 庭瀬暁隆, 平野剛, 光岡駿, 加治大哉, 森本幸司, 羽場宏光
Organizer
日本物理学会 第72回年次大会(2017年)
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス(大阪府・豊中市)
Year and Date
2017-03-20
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[Presentation] Experimentally assessing the metal-carbon bond stability in Sg(CO)62016
Author(s)
R. Eichler, M. Asai, H. Brand, N. M. Chiera, A. Di Nitto, R. Dressler, Ch. E. Duellmann, J. Even, R. Eichler, F. Fangli, M. Goetz, H. Haba et al.
Organizer
9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC9)
Place of Presentation
Helsinki, Finland
Year and Date
2016-08-29
Int'l Joint Research
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[Presentation] Production and decay studies of 261Rf, 262Db, 265Sg, and 266Bh for superheavy element chemistry2016
Author(s)
H. Haba, F. Fan, D. Kaji, Y. Kasamatsu, H. Kikunaga, Y. Komori, N. Kondo, H. Kudo, K. Morimoto, K. Morita, M. Murakami, K. Nishio, K. Ooe, Z. Qin, N. Sato, A. Shinohara, M. Takeyama, T. Tanaka, A. Toyoshima, K. Tsukada, Y. Wakabayashi, Y. Wang, S. Yamaki, S. Yano, Y. Yasuda, T. Yokokita, and A. Yoneda
Organizer
9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC9)
Place of Presentation
Helsinki, Finland
Year and Date
2016-08-29
Int'l Joint Research
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[Presentation] Development of a rapid solvent extraction apparatus for aqueous chemistry of the heaviest elements2016
Author(s)
Y. Komori, H. Haba, K. Ooe, A. Toyoshima, A. Mitsukai, M. Murakami, D. Sato, R. Motoyama, S. Yano, K. Watanabe, A. Sakaguchi, J. Inagaki, H. Kikunaga, S. Wulff, and J.P. Omtvedt
Organizer
9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC9)
Place of Presentation
Helsinki, Finland
Year and Date
2016-08-29
Int'l Joint Research
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[Presentation] Single-atom flerovium chemistry at TASCA2016
Author(s)
L. Lens, A. Yakushev, Ch. E. Duellmann, M. Asai, M. Block, H. M. David, J. Despotopulos, A. Di Nitto, K. Eberhardt, M. Goetz, S. Goetz, H. Haba et al.
Organizer
9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC9)
Place of Presentation
Helsinki, Finland
Year and Date
2016-08-29
Int'l Joint Research
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[Presentation] Extraction behavior of rutherfordium as a cationic fluoride complex with a TTA chelate extractant from HF/HNO3 acidic solutions2016
Author(s)
A. Yokoyama, Y. Kitayama, Y. Fukuda, H. Kikunaga, M. Murakami, Y. Komori, S. Yano, H. Haba, K. Tsukada, and A. Toyoshima
Organizer
9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC9)
Place of Presentation
Helsinki, Finland
Year and Date
2016-08-29
Int'l Joint Research
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