| 研究課題/領域番号 |
22540361
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
本間 佳哉 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00260448)
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| 研究分担者 |
中田 正美 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学部門, 研究副主幹 (60370441)
芳賀 芳範 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90354901)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| キーワード | メスバウアー分光 / アクチノイド / Np-237 / 5f電子 / 磁性 |
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| 研究概要 |
本研究代表者が所属する東北大学金属材料研究所附属量子エネルギー材料科学国際研究センターは超ウラン元素を扱えるアクチノイド元素実験棟を擁し、我が国初の超ウラン物性研究に取り組んできた。その一環で、軌道の自由度に起因したネプツニウム化合物に置ける多段磁気転移やNpPd5Al2の超伝導を発見した。本研究では、特異な磁性の起源を微視的に解明するために、Np-237メスバウアー分光を立ち上げることを目的とした。
ネプツニウムメスバウアー分光は、Am-241がアルファ壊変した後に線源から発するガンマ線がNp-237核に共鳴吸収されるプロセスで観測される。このガンマ線は60keVと大きなエネルギーを有するため反跳を押さえるには、線源温度を下げで熱振動を押さえると同時に、乱れのない結晶内にAm-241が分布している必要が在る。その条件を満たすAm-241線源として従来Am単体金属が最もふさわしいとされてきたが、酸化による劣化で長期使用が難しいのが問題であった。本研究ではAmがPd金属に10%も固溶することに着目し、Pd系合金線源を自前で調製してNp-237メスバウアー分光に適用した。まず不純物として100MBq程度の微量なAm-241を含むプルトニウム酸化物粉末を原料として水素還元雰囲気中でPd粉末と固相反応させて、(Pu,Am)-Pd合金線源を合成した。NpO2を吸収体としたメスバウアー測定から、Am単体金属線源に匹敵する半値幅7.5mm/sの高分解能のスペクトルが得られることを実証した。本研究では妥当な時間内にNp-237メスバウアースペクトルを得るため、実用レベルの高強度のアメリシウム線源の製造も行った。日本原子力研究開発機構のNUCEF施設において約1GBqのアメリシウム酸化物AmO2とPd粉末を水素還元雰囲気中で固相反応させて、Am-Pd二元系合金の合成に成功した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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