マイクロチップによる同位体分離

• 研究課題/領域番号: 23561013
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 大阪産業大学 (2012-2016); 広島大学 (2011)
• 研究代表者: 硲 隆太 大阪産業大学, 人間環境学部, 准教授 (00379299)
• 研究分担者: 佐久間 洋一 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 研究員 (30133119)
• 連携研究者: 緒方 良至 名古屋大学, アイソトープ総合センター分館, 准教授 (70185502) ; 渡慶次 学 北海道大学, 大学院工学研究院, 教授 (60311437) ; 三宅 亮 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (50417052)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 実験核物理 / 化学工学 / 同位体分離 / マイクロ・ナノデバイス / 素粒子実験

研究成果の概要

1987年のノーベル賞となったクラウンエーテル(CE)を用い、その溶媒抽出法がイオンの分離だけでなく同位体分離にも適用出来ることを実証した。逆抽出法では、これまでの化学法による濃縮の中で最大の濃縮度(液液抽出３段目：LLE3で８％濃縮)の結果を得たが、Ca濃度は4段目以降は6桁落ちのため、多段化は実質困難であった。そこで、Ca濃度を維持（約2～3割減）し、高価なCE有機相を水のみで再生し繰り返し使用可能な新手法を開発した。このCa濃度（分配係数）と分離係数のトレードオフの関係は追認され、本新手法での分離係数は、1.0010±0.0003と逆抽出法の1/10となったが多段化への障壁はクリアした。

研究成果

• [雑誌論文] The CANDLES experiment for the study of Ca-48 double beta decay (2016)
  • 著者名/発表者名: Takashi Iida et al.
  • 雑誌名: Nuclear and Particle Physics Proceedings 巻: 未定 ページ: 2633-2635
  • DOI: 10.1016/j.nuclphysbps.2015.10.013
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Status and future prospect of 48Ca double beta decay search in CANDLES (2016)
  • 著者名/発表者名: T Iida, K Nakajima, S Ajimura, T Batpurev, W M Chan, K Fushimi, R Hazama, H Kakubata, B T Khai, T Kishimoto, X Li, T Maeda, A Masuda, K Matsuoka, K Morishita, N Nakatani, M Nomachi, S Noshiro, I Ogawa, T Ohata, H Osumi, K Suzuki, Y Tamagawa, K Tesuno, V T T Trang, T Uehara, S Umehara and S Yoshida
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 718 ページ: 062026-062026
  • DOI: 10.1088/1742-6596/718/6/062026
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of Isotope Separation of Strontium and Calcium via Chemical Exchange Reaction (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Hazama, Y. Sakuma, T. Yoshimoto, T. Fujii, T. Fukutani, Y. Shibahara
  • 雑誌名: KURRI Progress Report 2015(April 2015 - March 2016) 巻: 2015 ページ: 31-31
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] ストロンチウム及びカルシウムの化学交換法における同位体分別研究II (2016)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、佐久間洋一、伊藤彩、藤井俊行、福谷哲、芝原雄司
  • 雑誌名: 京都大学原子炉実験所「第５０回学術講演会報文集」 巻: KURRI-KR-207 ページ: 53-53
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] マイクロチップによる同位体分離 (2016)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、濱崎竜英、佐久間洋一
  • 雑誌名: 大阪産業大学産業研究所所報 巻: 39 ページ: 37-41
  • NAID: 130007036638
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Search for Neutrino-less Double Beta Decay of 48Ca (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Umehara他
  • 雑誌名: Physics Procedia,61(2015) 283-288. 巻: 61 ページ: 238-288
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2014.12.046
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Study of Isotope Separation of Strontium and Calcium via Chemical Exchange Reaction (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Hazama, Y. Sakuma, A. Ito, T. Fujii, T. Fukutani, Y. Shibahara
  • 雑誌名: KURRI Progress Report 2014(April 2014 - March 2015) 巻: 2014 ページ: 61-61
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] ストロンチウム及びカルシウムの化学交換法における同位体分別研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太, 佐久間洋一, 伊藤彩, 藤井俊行, 福谷哲, 芝原雄司
  • 雑誌名: 京都大学原子炉実験所「第49回学術講演会報文集」 巻: KURRI-KR-200 ページ: 25-25
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] マイクロチップによる同位体分離 (2015)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、濱崎竜英、佐久間洋一
  • 雑誌名: 大阪産業大学産業研究所所報 巻: 38 ページ: 38-42
  • NAID: 130007036638
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Search for neutrino-less double beta decay of 48Ca (2014)
  • 著者名/発表者名: S.Umehara,T.Kishimoto,M.Nomachi,S.Ajimura,N.Nakatani,K.Matsuoka,K.Ichimura,M.Saka,T.Ishikawa,D.Tanaka,M.Tanaka,S.Yoshida,K.Suzuki,G.Ito,H.Kakubata,W.Wang,J.Takemoto,W.M.Chan,M.Doihara,Y.Tamagawa,I.Ogawa,T.Ueno,S.Maeda,A.Yamamoto,S.Tomita,G.Fujita,A.Kawamura,T.Harada,K.Fushimi,R.Hazama,H.Ohsumi,K.Okada
  • 雑誌名: EPJ Web of Conferences 巻: 66 ページ: 08008-08008
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146608008
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Isotope Separation by Microreactor (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Hazama, Y. Sakuma, A. Ito, T. Fujii, T. Fukutani, Y. Shibahara
  • 雑誌名: KURRI Progress Report 2013 巻: 2013 ページ: 84-84
  • NAID: 40022141810
• [雑誌論文] クラウンエーテルによる同位体分離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、伊藤彩、佐久間洋一、藤井俊行、福谷哲、芝原雄司
  • 雑誌名: 京都大学原子炉実験所 第４８回学術講演会報文集 巻: KURRI-KR-193 ページ: 165-167
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Background reduction using single- photoelectron counting for WIMP search (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Ogawa
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. A 巻: 705 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.12.083
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Ca-48 double beta decay by CANDLES CANDLES Collaboration (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Ogawa (Fukui U.), T. Kishimoto (Osaka U. & Osaka U., Res. Ctr. Nucl. Phys.) , S. Umehara (Osaka U., Res. Ctr. Nucl. Phys.) , G. Ito, K. Yasuda, H. Kakubata, M. Miyashita, K. Takubo, K. Matsuoka, M. Nomachi, M. Saka, K. Seki (Osaka U.) , K. Fushimi (Tok
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 巻: 375 号: 4 ページ: 42018-42018
  • DOI: 10.1088/1742-6596/375/1/042018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of 48Ca double beta decay by CANDLES (2012)
  • 著者名/発表者名: I Ogawa, T Kishimoto, S Umehara, G Ito, K Yasuda, H Kakubata, M Miyashita, K Takubo, K Matsuoka, M Nomachi, M Saka, K Seki, K Fushimi, R Hazama, et al.
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 375
• [雑誌論文] Search for neutrino-less double beta decay with CANDLES (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Umehara
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1441 ページ: 448-450
  • DOI: 10.1063/1.3700581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutrino-less double beta decay of (48)Ca -CANDLES (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kishimoto , S. Yoshida, K. Matsuoka, K. Ichimura, G. Ito, K. Yasuda, H. Kakubata, M. Miyashita, K. Takubo, M. Nomachi, M. Saka, K. Seki, S. Ajimura, S. Umehara, N. Nakatani, Y. Tamagawa, I. Ogawa, R. Hazama, H. Ohsumi, K. Okada, Y. Fujii
  • 雑誌名: AIP Conf.Proc 巻: 1338 ページ: 142-148
  • DOI: 10.1063/1.3647363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of ^<48>Ca double beta decay by CANDLES CANDLES Collaboration (2011)
  • 著者名/発表者名: I.Ogawa, T.Kishimoto, et al
  • 雑誌名: Phys.Conf.Ser. 巻: 312 号: 7 ページ: 72014-72014
  • DOI: 10.1088/1742-6596/312/7/072014
  • 査読あり
• [学会発表] ストロンチウム及びカルシウムの化学交換法における同位体分別研究 III (2017)
  • 著者名/発表者名: 硲 隆太、義本孝明、佐久間洋一、藤井俊行、福谷哲、芝原雄司
  • 学会等名: 京都大学原子炉実験所「第５１回学術講演会」
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所, 大阪
  • 年月日: 2017-01-26
• [学会発表] ストロンチウム及びカルシウムの化学交換法における同位体分別研究 II (2016)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、伊藤彩、佐久間洋一、藤井俊行、福谷哲、芝原雄司
  • 学会等名: 京都大学原子炉実験所「第５０回学術講演会」
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所、大阪
  • 年月日: 2016-01-27
• [学会発表] ストロンチウム及びカルシウムの化学交換法における同位体分別研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、伊藤彩、佐久間洋一、藤井俊行、福谷哲、芝原雄司
  • 学会等名: 京都大学原子炉実験所 第４９回学術講演会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所
  • 年月日: 2015-01-28 – 2015-01-29
• [学会発表] Overview of detector technologies in low-radioactivity background experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuta Hazama
  • 学会等名: The 4th joint meeting of the Nuclear Physics Divisions of APS and JPS (Hawaii2014)
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] クラウンエーテルによる同位体分離 (2014)
  • 著者名/発表者名: 硲 隆太、伊藤 彩、佐久間洋一, 藤井俊行, 福谷 哲, 芝原雄司
  • 学会等名: 京都大学原子炉実験所第48回学術講演会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所
• [学会発表] Enrichment Review (Enrichment of 48Ca) (2013)
  • 著者名/発表者名: 硲 隆太
  • 学会等名: 第１回極低バックグラウンド素粒子原子核研究懇談会
  • 発表場所: 富山県富山市「富山商工会議所」
  • 招待講演
• [学会発表] マイクロリアクターによる同位体分離 (2013)
  • 著者名/発表者名: 硲 隆太
  • 学会等名: 京都大学原子炉実験所第４７回学術講演会
  • 発表場所: 京都大学原子炉実験所
• [学会発表] 48Ca濃縮と二重ベータ崩壊 (2012)
  • 著者名/発表者名: 硲 隆太
  • 学会等名: 第1回放射線教育フォーラム 愛知・岐阜・三重地区勉強会(招待講演)
  • 発表場所: 名古屋大学医学部保健学科
• [図書] 二重ベータ崩壊と同位体分離 (2012)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、佐久間洋一、緒方良至、渡慶次学、三宅亮、秋田誠広
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 第９回同位体科学研究会要旨
• [図書] 48Ca濃縮と二重β崩壊実験 (2012)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太、佐久間洋一、緒方良至
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 第１回放射線教育フォーラム愛知・岐阜・三重地区勉強会要旨集
• [図書] クラウンエーテルによる同位体分離-濃縮48Caによる二重ベータ崩壊実験- (2011)
  • 著者名/発表者名: 硲 隆太
  • 総ページ数: 109
  • 出版者: 広島大学自然科学研究支援開発センター年報
• [備考] CANDLES 宇宙 物質の起源を探る二重ベータ崩壊
  • URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/candles/
• [備考] 宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
  • URL: http://www.lowbg.org/ugnd/
• [備考] CANDLES 宇宙 物質の起源を探る二重ベータ崩壊
  • URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~candles
• [備考] CANDLES装置を用いた二重ベータ崩壊の研究
  • URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/candles/
• [備考] CANDLES装置を用いた二重ベータ崩壊の研究
  • URL: http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~umehara/Public/index.html