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2022 年度 研究成果報告書

マイクロリアクターによる多段同位体分離・濃縮

研究課題

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研究課題/領域番号 16H04636
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関大阪産業大学

研究代表者

硲 隆太  大阪産業大学, デザイン工学部, 教授 (00379299)

研究分担者 岸本 忠史  大阪大学, 核物理研究センター, 特任教授 (90134808)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード実験核物理 / 素粒子実験 / 化学工学 / 同位体分離 / マイクロ・ナノデバイス
研究成果の概要

多段濃縮に向けた化学同位体分離開発:①液液抽出での従来の水溶媒と比べ、Ca30%高濃度(3.5M)に12M塩酸添加で分配係数は約1桁、分離係数は約2倍の1.007の激的な改善を得た。②攪拌子バッチ処理による液液抽出攪拌反応(30分)と同程度の15%分配係数を、攪拌無しマイクロリアクター層流のみでわずか0.3秒(6千倍高速)で達成。③前処理無し&簡易迅速なICP-MSによる同位体比測定の開発:ホット・リアクションセル法から、クールプラズマ法でAr起因干渉イオンを低減し、高精度な同位体比測定に成功。大量生産に向け、樹脂法/電気泳動法の百/4百倍の高濃度かつ再利用可クラウンエーテルで廉価な濃縮達成。

自由記述の分野

数物系科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ニュートリノ質量の絶対値及びマヨラナ性を検証できる二重ベータ崩壊実験において、ニュートリノの質量が標準階層領域も示唆される中、最大のQ値をもつ48Caによるバックグラウンドフリー実験であるCANDLES実験を濃縮48Caを含むCaF2結晶で行うことが、次世代実験として期待されている。Ca濃縮法は未だ電磁法に限られ、価格は高騰(数千万円/グラム)し、世界での市場供給量も既存の数十グラムに限られ、安価な濃縮Ca法開発は、Caトレーサーの医療診断へも画期的なin vivo診断を可能とし、新たな新産業創出に繋がる。核融合炉燃料トリチウム製造の濃縮6Liへの有効性も示され、独自の国産濃縮技術開発が重要。

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公開日: 2024-01-30  

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