ＧＡＲＩＳ直結型ガスクロマトグラフ装置を用いた超重元素の気相化学

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23750072
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 羽場 宏光 独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, チームリーダー (60360624)
• キーワード: 超重元素 / 超アクチノイド元素 / 単一原子化学 / 気体充填型反跳核分離装置 / 気相化学 / ガスクロマトグラフ装置 / シーボーギウム / ドブニウム

研究概要

平成25年度は，前年度までにGARISガスジェット搬送装置と回転式連続α線測定装置を用いて行った248Cm(19F,5n)262Db実験の結果を詳細に解析し，105番元素Dbの化学実験の対象となる262Dbの壊変特性を決定した．さらに，超重元素のカルボニル錯体の合成とその気相化学分離を目指し，AVFサイクロトロンに開発した一酸化炭素ガスジェットを用いて，Zr，Mo，Tc，Rh，Pd，Ag，W，Re，Osなどの様々な元素のRIを製造し，それらのカルボニル錯体のオンライン合成試験を行った．Wのカルボニル錯体W(CO)6の生成を確認し，等温石英カラムを用いてW(CO)6の吸着エンタルピーを取得した．さらに，ヘルムホルツ研究所マインツ，ドイツ重イオン研究所，マインツ大学，日本原子力研究開発機構，ベルン大学，ポールシェラー研究所，中国科学院近代物理研究所，カリフォルニア大学バークレー校，ローレンスバークレー国立研究所，埼玉大学との国際共同研究の下，248Cm(22Ne,5n)265Sg反応によって265Sgを製造し，GARISガスジェットを用いて265Sgのカルボニル錯体を合成し，その揮発性を低温ガスクロマトグラフ装置を用いて調べた．その結果，Sgが同族元素のMoやWと同様に揮発性のカルボニル錯体Sg(CO)6を形成することが分かった．また，Sg(CO)6のSi検出器表面（SiO2）に対する吸着エンタルピーを取得し，相対論分子軌道計算との比較を行った．
本研究で開発した気相化学分析手法では，超重元素を重イオンビームや副反応生成物から質量分離した後に化学分析でき，極低バックグラウンド下で放射線計測を行える．また，ビームがGARISによって分離されるため，GARIS直後に錯形成部を配置でき，エアロゾル物質を使用せずに高効率かつ迅速に錯形成とクロマトグラフ分析を行うことができる．有機系の錯形成試薬もビームに破壊されることなく初めて使用可能となり，対象とできる超重元素化合物の種類を飛躍的に増大できる．

研究成果

• [雑誌論文] Production of 262Db in the 248Cm(19F,5n)262Db reaction and decay properties of 262Db and 258Lr (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Haba, M. Huang, D. Kaji, J. Kanaya, Y. Kudou, K. Morimoto, K. Morita, M. Murakami, K. Ozeki, R. Sakai, T. Sumita, Y. Wakabayashi, A. Yoneda, Y. Kasamatsu, Y. Kikutani, Y. Komori, K. Nakamura, A. Shinohara, H. Kikunaga, H. Kudo, K. Nishio, A. Toyoshima, and K. Tsukada
  • 雑誌名: Phys. Rev. C 巻: 89 ページ: 024618
  • DOI: 10.1103/PhysRevC.89.024618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of 179mW in the form of carbonyl complex (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Huang, J. Kanaya, M. Murakami H. Haba, and S. Shibata
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 47 ページ: 印刷中
• [雑誌論文] Production of 88Nb and 170Ta for chemical studies of element 105 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Huang, M. Asai, H. Haba, D. Kaji, J. Kanaya, Y. Kasamatsu, H. Kikunaga, Y. Kikutani, Y. Komori, H. Kudo, Y. Kudou, K. Morimoto, K. Morita, M. Murakami, K. Nakamura, K. Ozeki, R. Sakai, A. Shinohara, T. Sumita, K. Tanaka, A. Toyoshima, Y. Wakabayashi, and A. Yoneda
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 46 ページ: 244
• [学会発表] Production and decay studies of 261Rf, 262Db, and 265Sg at GARIS@RIKEN
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: 16th ASRC International Workshop "Nuclear Fission and Structure of Exotic Nuclei"
  • 発表場所: Tokai, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Production of 261Rf, 262Db, and 265Sg for chemical studies using the gas-jet transport system coupled to GARIS
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: Fifth Symposium on Nuclear Analytical Chemistry (NAC-V)
  • 発表場所: Mumbai, India
  • 招待講演
• [学会発表] Present status and perspectives of superheavy element nuclear chemistry at RIKEN GARIS
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: The Third International Conference on Application of RadiotraCers and Energetic Beams in Sciences (ARCEBS-14)
  • 発表場所: Kolkata, India
  • 招待講演
• [学会発表] Production and decay studies of transactinide nuclides with GARIS at RIKEN
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: The 5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry '13 (APSORC13)
  • 発表場所: Ｋａｎａｚａｗａ, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Coupling superheavy element chemistry to recoil separators
  • 著者名/発表者名: H. Haba
  • 学会等名: 8th Workshop on the Chemistry of the Heaviest Elements (CHE 8)
  • 発表場所: Takayama, Japan
  • 招待講演