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加速器質量分析による超重元素測定に向けた負イオン源の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K20606
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分80040:量子ビーム科学関連
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

三宅 泰斗  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 技師 (30804695)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード加速器質量分析 / 負イオン / セシウムスパッター型負イオン源 / 電子親和力 / 超重元素
研究開始時の研究の概要

本研究では、極めて高い感度を有する分析法である加速器質量分析法で「安定の島」の超重元素を探索することに向けて、セシウムスパッター型負イオン源における超重元素の負イオン化に関する調査と、生成された超重元素の電子親和力の測定に関する研究を行うことを目的とする。前者では超重元素と化学的な性質が近いと考えられる同族の元素を利用して、負イオンを効率良く生成するための条件を調べる。次に、生成された負イオンの電子親和力の測定システムを構築し、超重元素の電子親和力の測定に向けた研究開発を行う。

研究成果の概要

本研究ではセシウムスパッター型負イオン源における負イオンの生成について調査するために、PbF2を混合した試料から生成される分子負イオンビームの分析を行った。同族イオンに関して、生成のされ方に同様の傾向が見られ、元素の種類や電子親和力の影響が考えられる。また、レーザー光脱離法による電子親和力の推定も試み、電子親和力が大きいほど、負イオンの抑制率が大きくなることが観測された。これらのような基礎データは、特に加速器質量分析とレーザー光脱離法を組み合わせた手法を様々な核種へ適用させる上で重要であり、さらなる研究やデータの蓄積が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

加速器質量分析は加速器と質量分析を組み合わせた分析手法であり、極めて高い検出感度の測定が可能である。そのため、環境中の存在度が低い核種の測定に使用され、考古学、環境科学、原子力工学など様々な分野で活用されている。近年では負イオン源の研究開発やレーザー光脱離法の適用などにより、さらなる応用分野の拡大が検討されており、本研究で得られた成果はその基礎的なデータとなるものである。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 加速器質量分析における新しい同重体分離手法の研究開発2023

    • 著者名/発表者名
      三宅泰斗、山形武靖、松崎浩之
    • 学会等名
      2023年第70回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Progress of laser photo detachment experiment at MALT2021

    • 著者名/発表者名
      Yasuto Miyake, Takeyasu Yamagata, and Hiroyuki Matsuzaki
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Accelerator Mass Spectrometry (AMS-15)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 負イオン減速チャンバーにおける光学系の最適化2021

    • 著者名/発表者名
      三宅泰斗、山形武靖、谷井智樹、松崎浩之
    • 学会等名
      2021年第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 加速器質量分析におけるレーザー光脱離法の分子負イオンへの適用の検討2020

    • 著者名/発表者名
      三宅泰斗、山形武靖、谷井智樹、松崎浩之
    • 学会等名
      2020年第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MALTにおける加速器質量分析のためのレーザー光脱離システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      三宅泰斗、山形武靖、谷井智樹、松崎裕之
    • 学会等名
      2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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