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2016 年度 実績報告書

マイクロビームとキャピラリーレンズを用いた3次元元素分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630477
研究機関東北大学

研究代表者

松山 成男  東北大学, 工学研究科, 教授 (70219525)

研究分担者 寺川 貴樹  東北大学, 工学研究科, 教授 (10250854)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードウエーブガイド / マイクロPIXE / 3次元全元素分析
研究実績の概要

本研究では、細胞試料をミクロンの分解能で3次元全元素分析するために、ウエーブガイドを用いてX線検出器の視野を制限し、スライスから発生したX線のみを集光する手法による3次元分布測定法(スライスマップ法)を開発した。スライスマップ法は、通常のマイクロPIXEシステムとX線ウエーブガイドを組み合わせたもので、ウエーブガイドにより、ウエーブガイドと平行な面内から発生したX線のみが検出されるため、ビームの位置が深さ方向の情報を持つ2次元スライスマップが得られる。試料を移動し、各位置での2次元スライスマップを取得することにより、簡単に3次元マップを導出する事が可能となる。実験は東北大学ダイナミトロン実験室のマイクロビーム分析システムにて行った。検出器はSi(Li)検出器で、ビームラインに対して135度方向に取り付け、その前面にウエーブガイドを取り付けた。ウエーブガイドは、Siウエハ製で幅が10マイクロメートル、大きさが10mm×12mmである。臨界角は10keVのX線に対し0.18°程度である。Ti箔からのX線を、ウエーブガイドを通して測定したところ、ウエーブガイドにより視野が制限されていることが分かった。また、ウエーブガイドと試料からの距離を離すことにより、視野範囲が広がり理論通りの働きをしていることが分かった。さらに、厚み5ミクロンのチタン箔を100ミクロンの間隔をあけて設置したものを用意し分析を行った。その結果、前面と後面のTi箔からのX線がウエーブガイドと平行に、別の位置に検出され、深さ方向の情報を得ることができた。深さ分解能はおよそ60マイクロメートル程度であり、X線の吸収により、後面からのX線収量は半分程度に減少してしまうため、空間構造をもち、自己吸収の影響が少ない試料の分析には有効であると考えられる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Elemental analysis on the particle cross-section of the radioactive cesium contaminated soil by PIXE2016

    • 著者名/発表者名
      Tohru Ohnuma, Keizo Ishii, Shigeo Matsuyama, Toshirou Yamaguchi, Hiromu Arai, Atsuki Terakawa, Hirotsugu Arai, Soudai Takyuu, Daichi Sata, Daiki Seki, Kouta Imaizumi, Syuuhei Suzuki and Taisuke Hatakeyama
    • 雑誌名

      International Journal of PIXE

      巻: 26,1&2 ページ: 1-6

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1142/S0129083516500017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of ferrokinetics in a plant using the micron RI imaging system2016

    • 著者名/発表者名
      T. Maruyama, K. Ishii, M. Fujiwara, S. Matsuyama, A. Terakawa, H. Arai and Y. Saneshige
    • 雑誌名

      International Journal of PIXE

      巻: 26, 1&2 ページ: 7-13

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1142/S0129083516500029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of micron X-ray CT based on micro-PIXE to investigate the distribution of Cs in silt particles for environmental remediation in Fukushima Prefecture2016

    • 著者名/発表者名
      Keizo Ishii, Taisuke Hatakeyama, Shin Itoh, Daichi Sata, Tohru Ohnuma, Toshiro Yamaguchi, Hiromu Arai, Hirotsugu Arai, Shigeo Matsuyama, Atsuki Terakawa, Seong-Yun Kim
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research

      巻: B371 ページ: 387-391

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.nimb.2015.09.054

    • 査読あり
  • [学会発表] ウエーブガイドを用いた3次元元素分布測定法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      松山 成男、植木裕、鈴木脩平、畠山泰輔、今泉光太、藤原充啓、寺川貴樹
    • 学会等名
      日本原子力学会2017春の年会
    • 発表場所
      平塚市、東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2017-03-27 – 2017-03-29
  • [学会発表] スライスマップ法による3次元元素分布システムの開発(II)2016

    • 著者名/発表者名
      松山 成男、石井慶造、寺川貴樹、藤原充啓、鈴木脩平、佐多大地、 関大輝、畠山泰輔、今泉光太
    • 学会等名
      第32回PIXEシンポジウム
    • 発表場所
      函館市、サン・リフレ函館
    • 年月日
      2016-11-09 – 2016-11-11
  • [学会発表] 東北大学マイクロビームシステムの現状2016

    • 著者名/発表者名
      松山 成男、藤澤政則、永谷隆男、三輪美沙子
    • 学会等名
      第29回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会
    • 発表場所
      つくば市、筑波大学 大学会館
    • 年月日
      2016-06-30 – 2016-07-01

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公開日: 2018-01-16  

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