大強度パルス及び連続中性子を駆使した革新的元素・同位体分析技術の開発と応用・評価

• 研究課題/領域番号: 25246038
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム科学
• 研究機関: 首都大学東京
• 研究代表者: 海老原 充 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10152000)
• 研究分担者: 藤 暢輔 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (60354734) ; 松尾 基之 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (10167645) ; 三浦 勉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 物質計測標準研究部門, 研究グループ長 (70371078) ; 千葉 光一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部, 部門長 (20281066)
• 連携研究者: 木村 敦 日本原子力研究開発機構, 核データ研究グループ, 研究副主幹 (30360423) ; 大浦 泰嗣 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (90291567) ; 小豆川 勝見 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (00507923) ; 三浦 勉 産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究室長 (70371078)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円); 2016年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円); 2015年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2014年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2013年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 非破壊元素分析 / 即発ガンマ線分析 / 中性子共鳴捕獲分析 / TOF-PGA / J-PARC / MIF / ANNRI / 物質・生命科学実験施設 / JRR-3 / MPGA / 即発ガンマ線 / パルス中性子 / 宇宙物質 / 環境試料 / 標準物質 / 元素分析 / ANRRI

研究成果の概要

J-PARC MLFで得られる大強度パルス中性子を使う事により即発ガンマ線分析(PGA)と中性子共鳴捕獲分析(NRCA)を組み合わせた革新的な非破壊測定技術を開発した。この手法では、PGAとNRCAの両方の結果を同時に得られるだけでなく、どちらの手法でも測定出来ない試料でも分析することができる。混合標準試料を用いた実験により、有用性と有効性を実証するとともに、簡単で正確な補正法を開発することによって、その分析法の実用化に成功した。さらに、宇宙化学や環境科学の試料等に適用し、分析法の評価をした。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a correction method for the time-of-flight prompt gamma-ray analysis (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Huang, Y. Toh, M. Ebihara, A. Kimura, and S. Nakamura
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 121 号: 10
  • DOI: 10.1063/1.4978309
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] J-PARC/ANNRIにおける即発ガンマ線分析法開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤暢輔、海老原充、黄明輝、木村敦、中村詔司、原田秀郞
  • 雑誌名: 放射化学 巻: 33号 ページ: 1-10
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Precise Determination of Silicon in Ceramic Reference Materials by Prompt Gamma Activation Analysis at JRR-3 (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Miura, H. Matsue
  • 雑誌名: Nuclear Engineering and Technology 巻: 48 ページ: 299-303
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 大強度パルス中性子ビームを用いた新しい非破壊分析法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤暢輔、海老原充、黄明輝、木村敦、中村詔司、原田秀郞
  • 雑誌名: Isotope News 巻: No. 736 ページ: 22-26
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multielemental analysis of Korean geological reference samples by INAA, ICP-AES and ICP-MS (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Shirai, M. Toktaganov, H. Takahashi, Y. Yokotsuka, S. Sekimoto and M. Ebihara
  • 雑誌名: J. Radioanal. Nucl. Chem. 巻: 303 号: 2 ページ: 1367-1374
  • DOI: 10.1007/s10967-014-3653-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron activation analysis of iron meteorites (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Shirai, Y. Hidaka, A. Yamaguchi, S. Sekimoto, M. Ebihara and H. Kojima
  • 雑誌名: J. Radioanal. Nucl. Chem. 巻: 303 ページ: 1375-1380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate determination of Zn in geological and cosmochemical rock samples by isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Khan, Y. Yokozuka, Saki Terai, N. Shiraia and M. Ebihara
  • 雑誌名: J. Anal. At. Spectrom. 巻: 30 号: 2 ページ: 506-514
  • DOI: 10.1039/c4ja00344f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical and mineralogical compositions of two grains recovered from asteroid Itokawa (2015)
  • 著者名/発表者名: Ebihara, M., Shirai, N., Sekimoto, S., Nakamura, T., Tsuchiyama, A., Matsuno, J., Matsumoto, T., Tanaka, M., Abe, M., Fujimura, A., Ishibashi, Y., Karouji, Y., Mukai, T., Okada, T., Uesugi, M. and Yada, T.
  • 雑誌名: Meteoritics & Planetary Science 巻: 50 号: 2 ページ: 243-254
  • DOI: 10.1111/maps.12418
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergistic effect of combining two non-destructive analytical methods for multi-elemental analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Toh, Mitsuru Ebihara, Atsushi Kimura, Shoji Nakamura, Hideo Harada, Kaoru Y. Hara, Mitsuo Koizumi, Fumito Kitatani and Kazuyoshi Furutaka
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 86 号: 24 ページ: 12030-12036
  • DOI: 10.1021/ac502632w
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quality Assessment of INAA Data for Small-sized Environmental Reference Samples (2014)
  • 著者名/発表者名: Wanna Wilmolwattannapun, Supamatthree Bunprapob, Mang Dung Ho, Sutisna, Yasuji Oura and Mitsuru Ebihara
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 30 号: 8 ページ: 787-792
  • DOI: 10.2116/analsci.30.787
  • NAID: 130004677852
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate determination of trace amounts of phosphorus in geological samples by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry with ion-exchange separation. (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Asoh and M. Ebihara
  • 雑誌名: Anal. Chim. Acta 巻: 779 ページ: 8-13
  • DOI: 10.1016/j.aca.2013.04.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Accurate determination of chlorine, bromine, and iodine in sedimentary rock reference samples by radiochemical neutron activation analysis and a detailed comparison with ICP-MS literature data. (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Sekimoto and M. Ebihara
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 85 号: 13 ページ: 6336-6341
  • DOI: 10.1021/ac400637d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-destructive elemental analysis of large meteorite samples by prompt gamma-ray neutron activation analysis with the internal mono-standard method. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sk. Latif, Y. Oura, M. Ebihara and H. Nakahara
  • 雑誌名: Analytical and Bioanalytical Chemistry 巻: 405 号: 27 ページ: 8749-8759
  • DOI: 10.1007/s00216-013-7331-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Geochemistry and mineralogy of a feldspathic lunar meteorite (regolith breccia), Northwest Africa 2200. (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nagaoka, Y. Karouji, T. Arai, M. Ebihara and N. Hasebe
  • 雑誌名: Polar Sciences 巻: 7 号: 3-4 ページ: 241-259
  • DOI: 10.1016/j.polar.2013.09.001
  • NAID: 110009647316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental evidence of fast transport of trace elements in planetary basaltic crusts by high temperature metamorphism. (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Yamaguchi, T. Mikouchi, M. Ito, N. Shirai, J. A. Barrat, S. Messenger and M. Ebihara
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 368 ページ: 101-109
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.02.036
  • 査読あり
• [学会発表] ANNRI の現状と即発ガンマ線分析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤 暢輔
  • 学会等名: 平成28 年度非破壊検査・可視化・分析技術研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2017-02-15
  • 招待講演
• [学会発表] J-PARC ANNRIにおける放射性核種の非破壊分析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤 暢輔、海老原 充、黄 明輝、木村 敦、中村詔司、瀬川麻里子
  • 学会等名: 2016 日本放射化学会年会・第60 回放射化学討論会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Determination of chemical composition of nickel-based super alloy by TOF-PGA technique (2016)
  • 著者名/発表者名: 黄 明輝、藤 暢輔、海老原 充、木村 敦、中村詔司
  • 学会等名: 2016 日本放射化学会年会・第60 回放射化学討論会
  • 発表場所: 新潟大学
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Nondestructive analysis of difficult-to-measure radionuclides by TOF-PGA (2016)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Toh, Mitsuru Ebihara, Minghui Huang, Atsushi Kimura, Shoji Nakamura and Hideo Harada
  • 学会等名: 9th International Conference on Nuclear and Radiochemistry (NRC-9)
  • 発表場所: Helsinki（Finland）
  • 年月日: 2016-08-29
  • 国際学会
• [学会発表] J-PARC ANNRI におけるパルス中性子を用いた多重即発ガンマ線分析法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤 暢輔、海老原充
  • 学会等名: 第11 回先進原子力科学技術に関する連携重点研究討論会
  • 発表場所: 東京大学（本郷）
  • 年月日: 2016-08-16
• [学会発表] 藤暢輔 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中性子放射化分析
  • 学会等名: H27年度非破壊検査・可視化・分析技術研究会
  • 発表場所: 都心・貸しビル
  • 年月日: 2016-01-20
• [学会発表] 飛行時間型即発ガンマ線分析による放射性核種分析の実現可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤暢輔、黄明輝、海老原充、瀬川麻里子、木村敦、中村詔司
  • 学会等名: 2015日本放射化学会年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] Prompt gamma-ray analysis using pulsed neutrons at J-PARC (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Toh, M. Ebihara, M. Huang, A. Kimura, S. Nakamura and H. Harada
  • 学会等名: International Conference on Modern Trends in Activation Analysis
  • 発表場所: Delft, Netherlands
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Attempt of application of multiple prompt gamma-ray analysis using pulsed neutrons to geochemical samples (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Miura, Y. Oura, M. Ebihara, Y. Toh and M. Huang
  • 学会等名: International Conference on Modern Trends in Activation Analysis
  • 発表場所: Delft, Netherlands
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] The chemical composition of Australasian tektites collected from Dalat, Vietnam (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Akhter, N. Shirai and M. Ebihara
  • 学会等名: 2014年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] ICP-MS法を用いた地球化学的標準試料中のZn, Cd, In, Tl, Pb, Biの定量(1)―火成岩」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 横塚佑太、寺井早紀、白井直樹、海老原充
  • 学会等名: 2014年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] ICP-MS法を用いた地球化学的標準試料中のZn, Cd, In, Tl, Pb, Biの定量 (2)―堆積岩, 堆積物 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺井 早紀、横塚佑太、白井直樹、海老原充
  • 学会等名: 2014年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] Multielement analysis of NIST and IAEA reference materials (NIST-1646a, NIST-1400, IAEA-450 and IAEA-395) by INAA, ICP-AES and ICP-MS (2014)
  • 著者名/発表者名: カオ・ドン・ブ、スギャン・レイモンド、タン・ワン・ティエン、ホ・バン・ヤン、白井直樹、海老原充
  • 学会等名: 2014年日本放射化学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] J-PARC BL04 ANNRIによるTOF-MPGA法を用いた元素分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦勉、海老原充、藤暢輔、松尾基之、千葉光一、木村敦、大浦泰嗣、小豆川勝見
  • 学会等名: 2014年日本放射化学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Trace amounts of halogens (Cl, Br and I) in 16 U.S. Geological Survey geochemical reference materials (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Sekimoto and M. Ebihara
  • 学会等名: Goldschmidt 2014
  • 発表場所: Sacramento, CA, USA
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Development of Prompt Gamma-ray Analysis Using Spallogenic Neutrons at J-PARC (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Toh, M. Ebihara and H. Harada
  • 学会等名: 2013 American Nuclear Society Winter Meeting
  • 発表場所: Washington, D. C., USA
  • 年月日: 2013-11-10 – 2013-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Prompt Gamma-ray Analysis Using Guided Neutrons at JRR-3 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ebihara1, M. A. Islam1, Y. Toh and H. Harada
  • 学会等名: 2013 American Nuclear Society Winter Meeting
  • 発表場所: Washington, D. C., USA
  • 年月日: 2013-11-10 – 2013-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Multielement analysis of KIGAM reference samples by INAA, ICP-AES and ICP-MS (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Shirai, M. Toktaganov, H. Takahashi, Y. Yokozuka, S. Sekimoto and M. Ebihara
  • 学会等名: 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2013-09-22 – 2013-09-27
• [学会発表] ANNRI at J-PARC (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Harada, M. Igashira and M. Ebihara
  • 学会等名: 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2013-09-22 – 2013-09-27
  • 招待講演
• [学会発表] Neutron activation analysis of iron meteorite (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Shirai, Y. Hidaka, S. Sekimoto, M. Ebihara and H. Kojima
  • 学会等名: 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2013-09-22 – 2013-09-27
• [図書] 原発事故環境汚染」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 海老原充（分担執筆）
  • 総ページ数: 310
  • 出版者: 東大出版会
• [図書] 同位体環境分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 海老原充（分担執筆）
  • 総ページ数: 331
  • 出版者: 丸善出版