• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

超音速プラズマ風洞を用いた同位体比分析法の開発と極低温プラズマによる高分解能化

研究課題

研究課題/領域番号 16K14542
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

桑原 彬  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 原子力科学研究所 バックエンド技術部, 技術・技能職 (50732418)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード同位体分析 / レーザー分光 / 超音速プラズマ
研究実績の概要

1)前年度から引き続き、半導体レーザー吸収分光法を用いてアーク加熱プラズマ風洞の気流診断(温度・流速)を実施した。次に、開発した手法及び装置のデモンストレーションのため、プラズマ化が容易なキセノン安定同位体(気体)に適用し、分析精度と検出感度を評価した。(なお、本成果については、Journal of Analytical Atomic Spectrometryに投稿し、掲載が決定した。)
2)波長軸上における同位体スペクトルの分解能は、プラズマ中の中性粒子の並進温度(ドップラー広がりによって各スペクトルが干渉する)に大きく依存していることから、気流の温度低減による分解能向上を試みたところ、キセノン安定同位体の分析時において、低温環境を生成(約180K)することに成功した。(なお、本成果については、国際誌に投稿した。)
3)上記1)及び2)において妥当性を検証した手法・装置を固体試料に適用するため、ストロンチウム安定同位体を分析対象として選定した。特に試料の選定に当たっては、環境中に存在する化学形態を考慮し、塩化ストロンチウムの粉末を選定した。この粉末を超音波フィーダーにより超音速ノズル上流に供給し、まずは下流において分光器を用いて発光スペクトルを観測した。供給量を最適化することで、下流でストロンチウム原子の発光ラインを観測することができ、ストロンチウムが原子化しており、レーザー吸収分光法を適用できることが確認された。
これらの成果については、学会発表を行っており、3件のポスター賞(平成29年度北関東支部原子力学会若手研究者発表会、2018 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry、 11st International Workshop on Hybrid Functionally Materials)を受賞した。

研究成果

(8件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Development of an isotope analysis method based on diode laser absorption spectroscopy using an arc-jet plasma wind tunnel2018

    • 著者名/発表者名
      Kuwahara Akira、Aiba Yasuaki、Nankawa Takuya、Matsui Makoto
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C8JA00040A

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Isotope Analytical Method Based on Diode Laser Absorption Spectroscopy Using Arc-Jet Plasma Wind Tunnel2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Kuwahara, Aiba Yasuaki, Takuya Nankawa, Makoto Matsui
    • 学会等名
      2018 Winter Conference on Plasma Spectrochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Atomization of Strontium Powders Using Arcjet for Isotope Detection System2018

    • 著者名/発表者名
      Aiba Yasuaki, Akira Kuwahara, Makoto Matsui
    • 学会等名
      11st International Workshop on Hybrid Functionally Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] 同位体分析のための光共振器を用いた 高感度レーザー吸収分光システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      桑原彬、南川卓也、松井信
    • 学会等名
      日本原子力学会2018年春の年会
  • [学会発表] 塩化ストロンチウム粉末を混合したアルゴンアークジェットの発光スペクトルの相対強度測定2018

    • 著者名/発表者名
      相羽祇亮、桑原彬、松井信
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 半導体レーザーを用いた同位体分析における圧力広がりの影響2017

    • 著者名/発表者名
      桑原彬、南川卓也、相羽祇亮、松井信
    • 学会等名
      平成29年度北関東支部原子力学会若手研究発表会
  • [学会発表] アークジェットプラズマを用いたレーザー分光分析の特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      桑原彬、相羽祇亮、南川卓也、松井信
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年秋の大会
  • [学会発表] 同位体分析のためのアークプラズマ風洞を用いたストロンチウム粉末試料の原子化2017

    • 著者名/発表者名
      相羽祇亮、桑原彬、松井信
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi