レーザーフィラメンテーションを高速流動制御に応用した同位体分析の高度化

• 研究課題/領域番号: 24K01401
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分31010:原子力工学関連
• 研究機関: 芝浦工業大学
• 研究代表者: 桑原 彬 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (50732418)
• 研究分担者: 富田 英生 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20432239) ; 水嶋 祐基 静岡大学, 工学部, 助教 (30844716)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2027年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2026年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2024年度: 13,910千円 (直接経費: 10,700千円、間接経費: 3,210千円)
• キーワード: 共鳴イオン化質量分析 / 同位体分析 / レーザーフィラメント / レーザーアブレーション / 超音速プラズマ

研究開始時の研究の概要

原子力分野の同位体分析では、被ばくリスクを大幅に低減しながら、多元素・多核種を含む固体サンプルを直接分析できる共鳴イオン化質量分析の研究が進められている。しかし、従来のイオン銃による二酸化ウランUO2等の原子化では、U原子収率が極めて低く、微量サンプルの分析には限界があった。申請者はこれまでにナノ秒レーザーによるレーザーアブレーションの原子化を検討してきたが、高真空下での散逸、同位体識別能の劣化、イオン化スキーム外への励起が問題であった。そこで、本研究では、フェムト秒レーザーによるレーザーアブレーションとレーザーフィラメントにより、超音速プラズマ流の高度制御からRIMS諸問題の解決を目指す。