| 研究課題/領域番号 |
17550077
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
分析化学
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
香川 喜一郎 福井大学, 教育地域科学部, 教授 (90115296)
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| 研究分担者 |
丸山 忠司 東京工業大学, 統合研究院, 教授 (10016868)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
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| キーワード | レーザープラズマ / 発光分析 / 水素分析 / 重水素分析 / 原子炉材料分析 / 水素脱化 / ベリウム準安定状態 / ジルカロイ / ヘリウム準安定状態 / 発光分光分析 / 水素脆化 / 原子炉 |
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| 研究概要 |
レーザープラズマ分光法は、装置が小型であり、試料の前処理なしに、比較的簡単に元素のその場分析ができるという特徴を持っており、最近いろいろの分野に応用が広がっている。しかし、これまでレーザープラズマ法による固体中の不純物としての水素・重水素の分析は行われていなかった。本研究は減圧下生成プラズマと大気圧ヘリウム雰囲気下生成ブラズマを用いることで水素分析を実現した。応用としてジルカロイ中の水素の定量分析を試みた。
1.減圧下水素分析
雰囲気ガスの種類を変えてジルカロイ中の水素の発光効率を調べた結果、ヘリウムガスを用いることで水素の発光効率は著しく増大することがわかった。He 10 Torr,ディフォーカスの状態(f=200mのレンズで-45mm)でYAGレーザー(140mJ)を照射すると、高感度(検出限界濃度、約50pm)・高精度でジル力ロイ中の水素分析ができることもわかった。表画の水の発光を抑えるために,TEA CO2レーザー(数百mJ)を試料表画の広い範囲に照射することが効果的であることもわかった。
2.He雰囲気1気圧
その場分析を実現するため、ジルカロイ中の水素分析をHe雰囲気1気圧で試みた。レーザー光が試料表面の手前で集光されるよう(+10mmディフォーカス)にすると試料からアブレーションした水素はHeガスプラズマ中で生じたHe準安定状態によって効率よく励起されることがわかった。この方法でジルカロイ中の水素分析に関して、直線性のよい検量線が得られた。多量のHe準安定状態を生成するために、Hel気圧中でTEA CO2レーザー(数百mJ)を金属表面に集光する方法を提案した。YAGレーザーとTEA CO2レーザーを同期さす2重励起法で、金属試料中の水素のみならず、ほぼ全ての元素の分析が可能であることがわかった。
3.重水素分析
重水素の発光スペクトルと水素の発光スペクトルは、わずか0.18nmのずれであり、これまでレーザープラズマ分光分析は行われていなかった。今回、スペクトル広がりを十分押さえることによって水素と重水素の同時分析に成功した。これは減圧下と、He1気圧の両方で可能であることがわかった。
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