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 理学部 物理学科 原子過程科学教室
 Atomic Process Science Laboratory

教授:
  酒井 康弘
■ 概要
概要
原子過程は,宇宙空間における分子の生成から,身近にある燃焼や化学反応など,そして核融合プラズマ中の反応においても重要な過程の1 つであり,それらを取り巻く物理学のキーを司っている。それらのうち本研究室では,主に電子衝撃による原子や分子の励起や電離,そして解離の過程を中心に研究を行っている。これらは電気通信大学レーザー新世代研究センターや中華人民共和国の中国科学技術大学(合肥)とも共同研究を行うなど積極的な外部協力体制を敷いている。また,その実験技術を活かし,新しい先端的な化学計測装置の開発にも取り組んでおり,これまでにもいくつかの助成金を受けてフラグメントフリー質量分析装置を開発し,これを呼気分析装置として完成させるべく研究を行っている。この研究については,本学医学部および薬学部との共同研究を模索中である。さらに,核融合科学研究所,原子分子データセンターとの共同研究により多価イオン衝突、イオン-表面衝突の実験的研究も行っていて,核融合研究の基礎研究として位置づけられる電荷移行の断面積の絶対測定、スパッタリング粒子の運動量測定に挑戦している。このほか、放射線医学総合研究所との共同研究によりX線蛍光分析法をアクチニド検出、分析に応用する開発研究も行っている。
1.原子・分子の励起,電離,解離過程に関する研究
電子衝撃による水素,メタン,アンモニア,さらには水など簡単な分子の解離性イオン化の実験を行っている。これらの研究には、最近完成させた散乱電子‒生成イオンの同時測定実験装置を用い、散乱電子のエネルギー分析により励起状態を選択し、その状態からイオン化解離するフラグメントイオンの種類や並進運動エネルギー、そして解離断面積を測定することで,解離過程についての知見を得ている。また、電気通信大学のレーザー新世代研究センター,及び中国合肥の中国科学技術大学,上智大学との共同研究としても行われていて、これまでに,一酸化窒素(NO)の励起微分断面積と一般化振動子強度の測定を行うとともに,希ガスの副殻励起領域,He の2 電子励起領域におけるFano効果に注目した散乱実験を行っている。
2.イオン付着飛行時間法による呼気分析の研究
一般の質量分析では試料をイオン化する必要があるため,その際に親分子を壊してしまうフラグメンテーション(イオン化解離)がおきることがある。本研究では試料のイオン化にイオン付着法を用い,飛行時間型質量分析器を利用したフラグメントフリー(標的親分子を壊さない)分析装置の開発を行っている。これまでの研究で,質量分解能等には不満が残るもの,フラグメントフリー計測に成功し,気相を対象としたフラグメントフリー計測法としての可能性を示すことができた。その結果を踏まえて、我々は本装置を呼気分析のための装置として本格的な開発に着手し、プロトタイプといえる装置の開発に成功した。
3.イオン衝撃による固体表面からの発光分光の研究
本研究は核融合科学研究所との共同研究である。同研究所の大強度イオン源ビームラインで実験を行っている。イオンビームを固体表面に入射させ、スパッタリングあるいは後方散乱された粒子からの発光を観測する実験で、表面からの距離を変えた実験を行っている。固体表面としてはタングステンを選んでいるが、これはタングステンが核融合炉の炉壁材料として期待されているからである。我々は、発光強度の距離依存性とスペクトルのドップラー形状から粒子の速度を求め、スパッタリングの基本的なメカニズムについての情報を得た。
4.蛍光X線分析法による創傷部アクチニド汚染評価法の開発
原子炉の廃炉現場等で想定されるアクチニドによる被ばく事故に対して,迅速,正確に体表面汚染状況を評価する方法の開発が必要である.現在は、同じ重金属である鉛を試料とし,蛍光X線分析法を用いた評価方法の研究を行っている。また、239Pu密封線源を用いて、XRFによってPuを検出可能か否か,可能ならばどのくらいの精度で測定できるかを検討している。
■ Keywords
電子衝突, イオン化解離, 解離過程, 同時計測, 質量分析, フラグメントフリー, 呼気分析, 蛍光X線分析法, スパッタリング
■ 教授・准教授・講師の公的役職
1.  酒井康弘 :習志野市長期計画審議会委員, 核融合科学研究所共同研究員, 電気通信大学レーザー新世代研究センター共同研究員
■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
1.  酒井康弘 :JABEE物理・応用物理学関係分野審査委員会委員, 原子衝突学会幹事, TMS研究会運営委員
■ 当該年度研究業績数一覧表
研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
発表
和文英文 和文英文 国内国際
















酒井 康弘   教授
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(1)
 
 
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研究者名 刊行論文 著書 その他 学会発表 その他
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(  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会 (  ):発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
■ 刊行論文
原著
1. Matsuyama T, Izumoto Y, Imaseki H, Hamano T, Sakai Y , Yoshii H:  Total reflection X-ray spectroscopy as a rapid analytical method for uranium determination in drainage water.  Journal of Nuclear Science and Technology  54 (9) :940 -943 , 2017
■ 学会発表
国内学会
1. ◎伊豆本幸恵,松山嗣史, 石井康太,酒井康弘,吉井裕: 汚染土壌酸溶出液モデル中ウランの蛍光X線分析(1)UTEVA レジンによるウラン溶出液の全反射蛍光X線分析.  日本原子力学会「2018年春の年会,  吹田市,  2018/03
2. ◎吉井裕,伊豆本幸恵,松山嗣史, 石井康太,酒井康弘: 汚染土壌酸溶出液モデル中ウランの蛍光X線分析(2)キレートディスクで捕集したウランの蛍光X線分析.  日本原子力学会「2018年春の年会」,  吹田市,  2018/03
3. ◎松山嗣史, 伊豆本幸恵,酒井康弘,吉井裕: ウラン含有瓦礫海水浸漬液の全反射蛍光X線分析.  日本原子力学会「2018年春の年会」,  吹田市,  2018/03
4. ◎石井康太, 伊豆本幸恵,松山嗣史, 酒井康弘, 山西弘城,稲垣昌代,砂川武義,小栗慶之,吉井裕: ハンドヘルド蛍光X線分析器から放出されるX線の線量測定.  日本原子力学会「2018年春の年会」,  吹田市,  2018/03
5. ◎酒井康弘,高橋果林,長谷川徹,本間謙太郎,江藤早紀,加藤太治,村上泉,坂上裕之: 水素の二電子励起状態からの解離過程における同位体効果 -三重水素の場合の予想まで-.  平成29年度負イオン研究会「負イオンの基礎と実践の最前線」,  土岐市,  2017/12
6. ◎吉井裕, 松山嗣史, 伊豆本幸恵, 石井康太, 酒井康弘: 模擬瓦礫侵漬液中のウランの全反射蛍光X線分析.  第53回X線分析討論会,  徳島市,  2017/10
7. ◎松山嗣史, 石井康太, 伊豆本幸恵, 酒井康弘, 吉井裕: コロジオン薄膜試料台の性能評価.  第53回X線分析討論会,  徳島市,  2017/10
8. ◎石井康太, 松山嗣史, 伊豆本幸恵, 酒井康弘, 吉井裕: ウラン汚染針刺し傷モデルに対する蛍光X線分析.  第53回X線分析討論会,  徳島市,  2017/10
9. ◎本間謙太郎, 高橋果林, 長谷川徹, 江藤早紀, 加藤太治, 村上泉, 坂上裕之, 酒井康弘: 重水素化水素分子の二電子励起状態からの崩壊における同位体効果.  日本物理学会2017年秋季大会,  盛岡市,  2017/09
10. ◎松山嗣史, 伊豆本幸恵, 石井康太, 菅史明,酒井康弘,吉井裕: ウラン溶液の全反射蛍光X 線分析における共存ジルコニウムの影響.  日本原子力学会2017年秋の年会,  札幌市,  2017/09
11. ◎武内康平, 田上達也, 黒澤凌, 高橋果林, 酒井康弘: イオン付着飛行時間型質量分析装置の定量性.  原子衝突学会第42回年会,  東京都千代田区,  2017/09
12. ◎石井康太, 松山嗣史, 伊豆本幸恵, 酒井康弘, 吉井裕: プルトニウムの蛍光X線分析における最適な一次X線フィルターの探索.  原子衝突学会第42回年会,  東京都千代田区,  2017/09
13. ◎伊豆本幸恵, 福津久美子, 松山嗣史, 石井康太, 酒井康弘, 吉井裕: 蛍光X 線分析による創傷部プルトニウム汚染の定量法.  日本保険物理学会第50回研究発表会,  大分市,  2017/06
14. ◎松山嗣史, 伊豆本幸恵, 石井康太, 酒井康弘, 吉井裕: モリブデン混合ウラン溶液の全反射蛍光X線分析.  日本保険物理学会第50回研究発表会,  大分市,  2017/06
15. ◎石井康太, 松山嗣史, 伊豆本幸恵, 酒井康弘, 吉井裕: 微量ウランの蛍光X 線分析を可能とする一次フィルター構成の探索.  日本保険物理学会第50回研究発表会,  大分市,  2017/06
国際学会
1. ◎Yoshii H, Izumoto Y, Matsuyama T, Ishii K, Sakai Y: Contribution of TXRF to the decommissioning of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant reactor.  17th International Conference on Total Reflection X-ray Fluorescence Analysis and Related Methods(TXRF2017),  Bresci, Italy,  2017/09
2. ◎Izumoto Y, Matsuyama T, Ishii K, Sakai Y, Yoshii H: Method for extraction of uranium from drainage water for TXRF measurements.  17th International Conference on Total Reflection X-ray Fluorescence Analysis and Related Methods(TXRF2017),  Bresci, Italy,  2017/09
3. ◎Matsuyama T, Izumoto Y, Ishii K, Sakai Y, Yoshii H: Determination of uranium in immersion liquid of demolition waste using TXRF.  17th International Conference on Total Reflection X-ray Fluorescence Analysis and Related Methods(TXRF2017),  Bresci, Italy,  2017/09
4. ◎Kato D, Sakaue H-A, Sakai Y, Kenmotsu T, Furuya K, Sakamoto M, Motohashi K: Spectroscopic studies on atomic excited state formation in reflection and sputtering induced by ion-beam bombardment on tungsten surfaces.  16th International Conference on Plasma-Facing Materials and Components for Fusion Applications,  Düsseldorf/Neuss, Germany,  2017/05
  :Corresponding Author
  :本学研究者