固体をターゲットとして生成する酸素-15の化学的挙動に関する基礎的・応用的研究

1986 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61540437
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 岩田 れん 東北大, 国立大学(その他), 助手 (60143038)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 俊博 東北大学, サイクロトロンラジオアイソトープセンター, 助手 (70143039) ; 井戸 達雄 東北大学, サイクロトロンラジオアイソトープセンター, 教授 (80134063)
• Keywords: 酸素-15 / ホットアトム化学 / 窒素ケイ素 / 放射性薬剤 / 核医学 / 重陽子照射

Research Abstract

1.熱的に安定で窒素の含有率が高い四窒化三ケイ素(【Si_3】【N_4】)をターゲットに選び、【^(14)N】(d,n)【^(15)O】反応を用いて反跳反応で気相中に取り出される【^(15)O】の化学的挙動に関して基礎的研究を行った。2.粉末状の【Si_3】【N_4】をアルミ製の照射容器に入れ、入射エネルギーが8MeVの重陽子で照射した。照射下流速200mL/minのHeをターゲット中に通し、【^(15)O】-生成物を取出した。照射電流値He中に添加する気体の種類又は割合を変えて【^(15)O】-生成物の化学形やその生成量を調べた。3.純粋なHeをターゲット中に通じた場合の【^(15)O】の取出し率は電流値に依らず僅か0.3%であったが、He中に【O_2】を加えるとこの値は1.3%に増加した。しかし、【O_2】の割合を10%までに高めても取出し率に変化は認められなかった。この時の【^(15)O】の化学形のラジオGC分析の結果、90%以上の【^(15)O_2】と10%以下の【N_2】【^(15)O】の2種類の生成物が見出された。次に、He中に【CO_2】を加えた場合は、その添加率に比例して【^(15)O】の取出し率は増加し、電流値5μA,【CO_2】10%を用いた場合この値は3%であったのに対し、電流値を10μAに増加すると【^(15)O】の取出し率は10%に上昇した。GC分析の結果、【^(15)O】は99%以上がC【^(15)O_2】として固定された。4.気相中での反跳【^(15)O】原子と【O_2】や【CO_2】との反応性には殆ど違いがないと考えられる。従って、本研究で示された結果は、微粒子状のターゲットから飛出した反跳【^(15)O】原子がターゲット表面に吸着されている【CO_2】分子あるいはターゲットそのものと主に反応することを示唆している。照射条件の変化に伴う【^(15)O】の取出し率の変化から、【^(15)O】-生成物が効率的にターゲット中から取出されていないと推定された。照射容器の構造とターゲットの物理的形状を工夫することでより高い収率でC【^(15)O_2】を取出せる事が期待でき、この方法が【^(15)N】(p,n)【^(15)O】反応を用いる【^(15)O】標識気体の実用的な製造法に充分応用可能であると考えられた。