| 研究課題/領域番号 |
19H02646
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 (2020-2021)
東京大学 (2019) |
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研究代表者 |
岩田 圭弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 研究職 (20568191)
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| 研究分担者 |
宮部 昌文 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 研究主幹 (20354863)
長谷川 秀一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90262047)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 放射性カルシウム / リュードベリ準位 / レーザー共鳴イオン化 / 同位体分離 / 偏光制御 / 同位体選択性 / クリアランスレベル / 原子・分子物理 / 共鳴イオン化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子力発電所の解体で大量に発生するコンクリート廃棄物を迅速に処理する上で、大量に存在する安定同位体のカルシウム40から放射性のカルシウム41を簡便に分離・分析する技術が求められている。本研究では、カルシウム原子の電子状態が質量数の「偶奇」により大きく異なる点に着目し、偏光制御されたレーザーを利用して質量数が「奇数」のカルシウム41を「偶数」のカルシウム40から分離・検出する手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
原子力発電所の解体時に発生するコンクリート廃棄物を処理する上で、カルシウム41（41Ca）の高感度かつ簡便な分析が必要不可欠である。本研究では、2本の直線偏光レーザーを用いてCa原子をnsリュードベリ準位に共鳴励起・イオン化する光学系を開発した。安定同位体40Ca及び43Caの信号比較から偏光制御による奇数同位体の分離を実証し、50sリュードベリ準位で40Caに対する41Caの光学的同位体選択性を10の5乗程度と評価した。電場起因の非共鳴イオン化を低減することで、クリアランスレベルの41Caを含むコンクリート廃棄物分析への適用が期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
カルシウム41は従来の放射線計測及び質量分析が難しい長寿命放射性核種であり、本手法が実用化されることで、原子力発電所の解体時に大量に発生するコンクリート廃棄物の迅速な処理への貢献が期待される。また、本研究の成果はリュードベリ準位の同位体シフトといったカルシウム原子の分光データの拡充につながるものであり、原子力工学分野及び原子物理分野の両面で意義は高いと考えられる。
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