粒子状環境試料分析のための３次元全元素分析システムの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360419
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 松山 成男 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70219525)
• 研究分担者: 石井 慶造 東北大学, 大学院・工学研究科, リサーチプロフェッサー (00134065) ; 寺川 貴樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10250854) ; 菊池 洋平 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50359535) ; 馬 昌珍 福岡女子大学, 人間環境学部, 准教授 (80405555)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: サブミクロンビーム / マルチモーダル分析システム

研究概要

ナノビーム形成システムの開発とマルチモーダル分析システムの高度化を行った。加速器システムとレンズ系の最適化により、0.6×0.8 μｍ2の分解能で150pAを達成し、サブミクロンの分解能での分析が可能となった。
開発したシステムをPM2.5大気浮遊塵微粒子の個別粒子分析に応用した。カスケードインパクターを用いて福岡においてサンプリングを行い分析を行った。個別粒子分析により、今回捕集した粒子の多くは、粘土、セメント製造、石炭燃焼、鉄鋼業が発生源のものと考えられ、発生原因をたどる上で非常に有効であることが分かった。

研究成果

• [雑誌論文] Improvement and recent applications of the Tohoku microbeam system (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuyama, K. Ishii, K. Watanabe, A. Terakawa, Y. Kikuchi, M. Fujiwara, H. Sugai, M. Karahashi, Y. Nozawa, S. Yamauchi, M. Fujisawa, M. Ishiya, T. Nagaya, R. Ortega, A. Carmona, S. Roudeau
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 318 ページ: 32-36
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/01675087
  • 査読あり
• [雑誌論文] PIXE analyses of cesium in rice grains (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Sugai, Keizo Ishii, Shigeo Matsuyama, Atsuki Terakawa, Yohei Kikuchi, Hiroaki Takahashi, Azusa Ishizaki, Fumito Fujishiro, Hirotsugu Arai, Naoyuki Osada, Masahiro Karahashi, Yuichiro Nozawa, Shosei Yamauchi, Kosuke Kikuchi, Shigeki Koshio, Koji Watanabe
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 318 ページ: 191-193
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/01675087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-PIXE evaluation of radioactive cesium transfer in contaminated soil samples (2014)
  • 著者名/発表者名: F. Fujishiro, K. Ishii, S. Matsuyama, H. Arai, A. Ishizaki, N. Osada, H. Sugai, K. Kusano, Y. Nozawa, S. Yamauchi, M. Karahashi, S. Oshikawa, K. Kikuchi, S. Koshio, K. Watanabe, Y. Suzuki
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 巻: 318 ページ: 99-101
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/journal/01675087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement of the energy stability of the Tohoku Dynamitron accelerator for microbeam and nanobeam applications (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuyama, M. Fujisawa, T. Nagaya, K. Ishii, A. Terakawa, Y. Kikuchi, M. Fujiwara, K. Watanabe, M. Karahashi, Y. Nozawa, S. Yamauchi and M. Ishiya
  • 雑誌名: International Journal of PIXE 巻: Vol. 23, Nos. 1 & 2 ページ: 69-75
  • URL: http://www.worldscientific.com/loi/ijpixe
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical property of the size-resolved Asian dust particles measured at Kosan super-site during ACE-Asia (2013)
  • 著者名/発表者名: Ma C.-J., Yamamoto M., Cao, R., Matuyama, S., Sera, K
  • 雑誌名: Earth & Environmental Research 巻: 7(2) ページ: 17-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] ANALYSIS OF TRACE ELEMENTS IN PREAND POST-NATAL TOOTH ENAMEL USING MICRO-PIXE (2012)
  • 著者名/発表者名: K. IGARI, A. TAKAHASHI, N. GOTOH and K. SASAKI, K. ISHII, S. MATSUYAMA, H. SUGAI, K. FUJIKI, Y. HATORI, Y. ITOU, S. HIRAISHI and Y. MIURA, H. YAMAZAKI
  • 雑誌名: International Journal of PIXE 巻: Vol. 22, Nos. 1 & 2 ページ: 101-106
  • URL: http://www.worldscientific.com/loi/ijpixe
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physicochemical properties of indoor particulate matter collected on subway platforms in Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Ma. C.-J., S. Matuyama, K. Sera, S.-D. Kim
  • 雑誌名: Asian Journal of Atmospheric Environment 巻: 6-2 ページ: 73-82
  • URL: http://www.asianjae.org/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbeam analysis of individual particles in indoor working environment (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Matsuyama, G. Catella, K. Ishii, A. Terakawa, Y. Kikuchi, Y. Kawamura, S. Ohkura, M. Fujikawa, N. Hamada, K. Fujiki, Y. Hatori, Y. Ito, H. Yamazaki, Y. Hashimoto, M. Zitnik, P. Pelicon and N. Grlj
  • 雑誌名: X-Ray Spectrom 巻: 40 ページ: 172-175
  • DOI: 10.1002/(ISSN)1097-4539
  • 査読あり
• [学会発表] ナノビーム分析システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松山成男, 石井慶造, 寺川貴樹, 渡部浩司, 小塩成基, 菊池航介, 押川峻, 藤澤政則, 石屋大志, 永谷隆男
  • 学会等名: 日本原子力学会「2014年春の年会」
  • 発表場所: 東京都市大学世田谷キャンパス
  • 年月日: 20140326-28
• [学会発表] ナノビーム形成のための東北大学ダイナミトロン加速器の高圧発生回路の安定化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松山成男, 石井慶造, 寺川貴樹, 藤原充啓, 渡部浩司, 菊池浩介, 小塩成基, 押川駿, 遠山翔, 藤澤政則, 石屋大志, 永谷隆男
  • 学会等名: 第29回PIXE シンポジウム プログラム
  • 発表場所: 福井県若狭湾エネルギー研究センター
  • 年月日: 20131113-15
• [学会発表] ナノビーム分析の実現に向けたマイクロビームシステムの改良 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部浩司, 松山成男, 石井慶造, 寺川貴樹, 藤原充啓, 小塩成基, 押川峻, 藤澤政則, 石屋大志, 永谷隆男
  • 学会等名: 第29回PIXEシンポジウム プログラム
  • 発表場所: 福井県若狭湾エネルギー研究センター
  • 年月日: 20131113-15
• [学会発表] 有害金属元素 に曝露されたヒト肺上皮細胞の 3D -PIXE-μ-CT 分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木優生, 石井慶造, 松山成男, Richard Ortega, A.Carmona, R.Roudeau, 押川峻, 小塩成基, 菊池航介, 藤田明希穂, 渡部浩司
  • 学会等名: 第29回PIXE シンポジウム プログラム
  • 発表場所: 福井県若狭湾エネルギー研究センター
  • 年月日: 20131113-15
• [学会発表] 東北大学ダイナミトロン加速器の電圧安定性向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松山成男, 石井慶造, 寺川貴樹, 菊池洋平, 渡部浩司, 菊池航介, 小塩成基, 押川峻, 遠山翔, 唐橋昌宏, 能澤雄一郎, 山内祥聖, 藤澤政則, 石屋大志, 永谷隆男
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年秋の大会」
  • 発表場所: 八戸工業大学
  • 年月日: 20130903-05
• [学会発表] ナノビーム分析の実現に向けたビーム集束系の改良に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡部浩司, 石井慶造, 松山成男, 寺川貴樹, 菊池洋平, 菊池航介, 小塩成基, 押川峻, 藤澤政則, 石屋大志, 永谷隆男
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年秋の大会」
  • 発表場所: 八戸工業大学
  • 年月日: 20130903-05