化学状態により変化するＴｈ－２２９ｍの核壊変機構の解明

229mThは229Thの第一励起準位の原子核であり，励起エネルギーが8 eV程度と極端に低い．そのため，原子核の半減期が化学状態に依存して大きく変化するなどの特異な現象が観測されると期待されている．最近229mTh由来の内部転換電子が初めて明確に観測され，Ni合金表面における半減期が7 ± 1 μsであることが分かったが，化学状態に依存した半減期の変化は未観測であった．本研究では半減期変化を観測し，さらに内部転換電子分光測定により半減期変化の起源を解明することを目指した．今年度は，229Acから229mThに壊変する際に発生するβ－線をトリガーとし，7 μs程度遅れて発生する229mThの内部転換電子を観測することを試みた。まず，229Acを232Th (p, α) 229Ac反応により製造し，2段のイオン交換分離により229Acを232Thや核分裂生成物などから分離した．化学分離後に得られた溶液には229Ac，228Acのみが含まれており，4時間程度の短時間でAcを高い分離係数で分離することに成功した．その溶液を用いて電着法により229Ac線源を作製し，β－線―電子同時計数測定を実施したところ，229mThの内部転換電子に対応した10 ± 8 μsの減衰曲線が観測された．先行研究に比べて半減期の変化を観測できなかったが， 229mThが内部転換により脱励起し，その半減期が10 μs程度であることを先行研究とは別の手法で確認することに成功した．今後は，測定のS/Nを高めることで半減期変化を実際に観測できると期待される．一方，阻止電場―磁気ボトル型電子分光装置を開発し，235mUの内部転換電子を高検出効かつ高エネルギー分解能で分光測定することに成功した．今後は，本装置を229mThの内部転換電子分光測定に用いることで229mThの内部転換過程を解明できると期待される．

229mThは229Thの第一励起準位の原子核であり，励起エネルギーが8 eV程度と極端に低い．そのため，原子核の半減期が化学状態に依存して大きく変化するなどの特異な現象が観測されると期待されている．最近229mTh由来の内部転換電子が初めて明確に観測され，Ni合金表面における半減期が7 ± 1 μsであることが分かったが，化学状態に依存した半減期の変化は未観測であった．本研究では半減期変化を観測し，さらに内部転換電子分光測定により半減期変化の起源を解明することを目指した．今年度は，229Acから229mThに壊変する際に発生するβ－線をトリガーとし，7 μs程度遅れて発生する229mThの内部転換電子を観測することを試みた。まず，229Acを232Th (p, α) 229Ac反応により製造し，2段のイオン交換分離により229Acを232Thや核分裂生成物などから分離した．化学分離後に得られた溶液には229Ac，228Acのみが含まれており，4時間程度の短時間でAcを高い分離係数で分離することに成功した．その溶液を用いて電着法により229Ac線源を作製し，β－線―電子同時計数測定を実施したところ，229mThの内部転換電子に対応した10 ± 8 μsの減衰曲線が観測された．先行研究に比べて半減期の変化を観測できなかったが， 229mThが内部転換により脱励起し，その半減期が10 μs程度であることを先行研究とは別の手法で確認することに成功した．今後は，測定のS/Nを高めることで半減期変化を実際に観測できると期待される．一方，阻止電場―磁気ボトル型電子分光装置を開発し，235mUの内部転換電子を高検出効かつ高エネルギー分解能で分光測定することに成功した．今後は，本装置を229mThの内部転換電子分光測定に用いることで229mThの内部転換過程を解明できると期待される．