広領域エアロゾル動態測定のためのミニステップサンプラーの開発

开发用于广域气溶胶动力学测量的小步采样器

• 批准号: 14048205
• 负责人: 松山 成男
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14048205/
• 关键词: ミニステップサンプラー; ポータブル元素分析装置; ^<241>Amα線源; ポータブルX線源; エアロゾル; PIXE分析; 多地点同時サンプリング; 発生原因の推定

昨年度は、多地点でのエアロゾル収集とPIXE分析により汚染源の特定が可能であることを示した。その際、PIXE分析はサンプリングが終了に行っていたが、サンプリング中に分析も行えることが望ましい。そこで、本年度はα線源、ポータブルX線源をX線励起源としたポータブル元素分析装置を開発し、これとミニステップサンプラーを組み合わせ、サンプリングしながらの元素分析をめざした装置のポータブル元素分析装置の基礎開発を行った。我々は、X線の励起源として、^<241>Amα線源と、市販されているX線発生装置(COOL-X,AMPTEC)を選択した。検出器には持ち運びが便利で使用時に冷却剤を必要とせず、1〜15keVのX線に対し高い検出効率を持つ、Si-PINフォトダイオード検出器を選定した。α線源は試料に一様にα線を照射するため、検出器の周りを囲むようなリング状とし、線源から発生するX線の検出を低減するため、線源の面と検出器の面を平行にした。測定の際に重要な検出感度は、Al,Ti,Cu,Ag,Au箔を用いて決定した。約一時間の測定で十分な統計のスペクトルを得ることができた。この結果とシミュレーションにより、元素ごとの検出限界を求めた結果、一時間の測定でS〜Geは5μmの中に数μgから10μg、Zr〜Hgは10μgから100μgまでの検出が可能であることがわかった。しかしながら、本装置をミニステップサンプラーと組み合わせるには、検出感度が十分でない。また、線源取り扱い上も制約を受ける。そこで、近年発売されたポータブルX線源COOL-Xと組み合わせた装置の開発を行った。検出感度は、先と同様に、Ti,Ag,Au箔を用いて導出した。その結果、10分の測定時間でも、同様の統計のスペクトルを得ることが可能となった。検出限界は一時間の測定でTiに関しては1μg、Ag,Auに関しては数10μgになることが分かった。これは、Tiに関しては^<241>Amを用いた場合検出するのに1時間必要なものがCOOL-Xを用いた場合1分の測定で検出できることを示している。

Last year, the pollution sources collected and analyzed by PIXE at multiple locations were analyzed and the possible specific sources of pollution were revealed.その记, PIXE analysis はサンプリングがEnd に行っていたが, サンプリング中にanalytic も行 えることが王ましい.そこで, this year's はα line source, ポータブルX-ray source をX-ray source としたポータブル element analysis device を开発し, これとミニステップサンプラーを组み合わせ、サンプリングしながらのElemental analysisをThe basics of the めざした device and the のポータブル elemental analysis device are opened. I am, X-ray originator, ^<241>Amα line source, and commercially available X-ray generation device (COOL-X, AMPTEC). The extraction device is easy to operate and easy to operate, and cooling is necessary during use. 1~15keVのX The high output efficiency of the line is maintained, and the Si-PIN output device is selected. α-ray source, sample, α-ray irradiation, 検ejector, のweek, を囲むようなリング-shaped とし, line source and 検発生するX-ray の検出をlower and reduced するため, line source and surface and 検出器の面をparallel and にした. It is important to measure the sensitivity of Al, Ti, Cu, Ag, and Au foils. About a period of time, it is measured and measured, and the statistics of ten points are measured.このRESULTS とシミュレーションにより、ELEMENTS ごとの検OUT OF LIMIT をGET めたRESULTS、One-time measurement でS～Geは5μmの中に数μgから10μg、Zr～Hgは10μgから100μgまでの検出がpossibleであることがわかった.しかしながら、This device is a をミニステッサンプラーと group み合わせるには、検出sensitivityが十でない.また、The source of the line is taken as the upper limit and the line source is restricted.そこで, in recent years, the 発売されたポータブルX-ray source COOL-Xと group み合わせた device has opened the 発を行った. The sensitivity of the 検 is the same as the original one, and the Ti, Ag, and Au foils are derived from the same.その results, 10-minute measurement time, and 様のstatistics are possible. When the limit is exceeded, 1 μg of Ti and 10 μg of Au and 10 μg of Au can be measured at one time. It's necessary NANOCOOL-X can be used for one-minute measurement in one occasion.

项目成果

S, matsuyama et al.: "Preliminary Results of Microbeam at Tohoku University"Nuclear Inst.and Methods in Physics Research, B. (発表予定). (2003)

S, matsuyama 等人：“东北大学微束的初步结果”核研究所和物理研究方法，B.（待提交）。

S.Matsuyama et al.: "Multi-site Aerosol Monitoring Using Mini Step Sampler"International Journal of PIXE,13. 13(1&2). 65-68 (2003)

S.Matsuyama 等人：“使用微型步进采样器进行多点气溶胶监测”国际 PIXE 杂志，13。

K.Ishii et al.: "Establishment of Central Research Laboratory for Accurate Quantitative PIXE Analysis-An Approach of Tohoku University-"International Journal of PIXE, 13. 13(1&2). 17-22 (2003)

K.Ishii 等：“建立精确定量 PIXE 分析中央研究实验室 - 东北大学的方法 -”International Journal of PIXE，13. 13(1

S.Matsuyama et al.: "Preliminary Results of Microbeam at Tohoku University"Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, B. B210. 59-64 (2003)

S.Matsuyama 等人：“东北大学微束的初步结果”核研究所。