• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

光共振器内の吸収飽和現象を利用した革新的な同位体分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14162
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関名古屋大学 (2019-2020)
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2018)

研究代表者

桑原 彬  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (50732418)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード同位体分析 / レーザー分光 / キャビティリングダウン分光 / 光共振器 / 吸収飽和 / プラズマ分光分析 / プラズマ / 放射性廃棄物 / 同位体シフト
研究成果の概要

光共振器内の吸収飽和で出現する同位体毎のラムディップ信号により、高感度・高波長分解能を兼ね備える同位体分析法を開発するため、光共振器から構成される高感度レーザー分光システムを開発した。本研究では、実験的及び理論的アプローチにより、吸収飽和の実現性を実証した。まず、実験より、2mWのレーザー光の光共振器への入射で原子電子遷移に吸収飽和が生じ、ピーク強度が数%低下することを確認した。また、キャビティリングダウン分光の数値計算モデルをより、数mWのレーザー光条件下においては、リングダウン信号の初期の飽和現象と緩和現象を確認できることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の同位体分析では、サンプルを装置に導入する前の人手による前処理作業が分析コストや被ばくリスクの増加をもたらしている。本研究では、人手を要さずにサンプル分析を実現するため、高温プラズマとレーザー分光を組み合わせ、特定条件下で出現する物理現象を駆使する新しい分析法について、原理実証を行った。本手法は、化学分離等の専門的知識や付帯設備を必要とせず、単一装置のみで分析を完結できる利点もあり、原子力工学分野以外への適用も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書

研究成果

(7件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature difference between gas species in absorption measurements using diode laser absorption spectroscopy and its effect on temperature reduction2021

    • 著者名/発表者名
      Akira Kuwahara, Yasuaki Aiba, Takuya Nankawa, Makoto Matsui
    • 雑誌名

      Atomic Spectroscopy

      巻: -

    • DOI

      10.46770/as.2021.006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High spectral resolution of diode laser absorption spectroscopy for isotope analysis using a supersonic plasma jet2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kuwahara, Yasuaki Aiba, Shinya Yamasaki, Takuya Nankawa, Makoto Matsui
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 33 ページ: 1150-1153

    • DOI

      10.1039/c8ja00120k

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 同位体分析を目的とした超音速プラズマ中のストロンチウム蛍光スペクトル測定2021

    • 著者名/発表者名
      桑原彬、早川禎一郎、澤田佳代、榎田洋一
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アークジェットによる運動方向を制御したアルゴンプラズマを対象としたレーザー誘起蛍光分光システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      早川禎一郎、桑原彬、澤田佳代、榎田洋一
    • 学会等名
      日本原子力学会中部支部第52回研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] New Approach for Isotope Analysis Using Supersonic Plasma Jet Combined with Laser Absorption Spectroscopy2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Kuwahara
    • 学会等名
      7th Annual Conference of AnalytiX-2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超音速プラズマ風洞を利用した革新的な元素・同位体分析技術2019

    • 著者名/発表者名
      桑原彬
    • 学会等名
      未来2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 榎田・澤田研究室

    • URL

      https://erre.energy.nagoya-u.ac.jp/about/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi