加速器質量分析（AMS=Accelerator Mass Spectrometry）とイオンビーム分析（IBA=Ion Beam Analysis）は、加速器により生成されたイオンビームを用いた、高感度な核種分析手法です。AMSは自然環境中の微量な同位体を測定し、過去の気候変動の記録の解読や現在の環境動態の解析に利用されます。IBAは、材料中の微量元素を分析することによって、材料の機能発現のメカニズムを解き明かします。いずれも、地球環境問題およびエネルギー問題の解決に向けて不可欠な技術です。

AMSもIBAも加速器によって付与されたイオンの運動エネルギーを生かすことによって高い分析感度を実現しています。例えば、AMSでは、イオンと物質との相互作用を利用することによって、妨害同重体を分離しています。また、IBAでは原子核同士の散乱や、共鳴核反応などを利用します。これらの反応から有効な情報を取り出すためには、最適化された検出器とエレクトロニクスが必要となってきます。

松崎研究室では、AMSやIBAを構成する物理現象に立脚した検出器の開発から、AMSで分析するための、環境試料の前処理手法（化学操作）の開発、さらに分析結果を使った応用研究まで行っています。基礎研究としては、現在は、負イオンとレーザーの反応を利用した全く新しい同重体干渉抑制技術（Laser Photo Detachment）の開発を行っています。応用研究としては、地球環境中のヨウ素同位体システム（¹²⁹Iと¹²⁷I）の研究ではパイオニアとして学界をリードしてきました。最近では、ウランの希少な同位体である²³⁶Uの検出法を開発し、ウラン同位体システムの研究を進めています。また、考古学的試料への放射性炭素年代測定やPIXE分析の適用により、人文科学の領域にも貢献しています。

キーワード［加速器質量分析、イオンビーム分析、同重体分離技術、地球環境、ヨウ素同位体、ウラン同位体、年代測定］

Development of Accelerator Mass Spectrometry (AMS) and other ion beam analysis systems, and their application studies are conducted in our laboratory.

Several special but extremely rare isotopes produced by the cosmic-ray interaction or the artificial fission reaction hold significant information about past climate variation and materials dynamics on the earth. We are reading and understanding this information by means of Accelerator Mass Spectrometry (AMS). For example, analysis of Iodine-129 in natural archive such as ice core, coral and sediments elucidates space-time variation of iodine isotope system. Radiocarbon dating (C-14 dating) is also one of AMS applications.

We are also developing novel techniques for the analysis of new nuclides yet detected ever., e.g., Laser Photo Detachment (LPD) system. This is entirely new technique of the isobar suppression which could enable detection of Ni-59, Sr-90, Cs-135. Recently we developed U-236 detection system using Time Of Flight (TOF). Since U-236 is a good indicator of the fission of U-235, it is important for the environmental assessment of nuclear facilities or nuclear accidents. It is also expected to be applied to the identification of nuclear source/activity.

Because we have a 5MV tandem accelerator and beam line system, various experimental studies using ion beam based on creative ideas are possible. Let’s enjoy the development of new method with the accelerator/ion beam engineering and exploration of new research field.

keywords [Accelerator Mass Spectrometry, Ion beam Analysis, Isobar separation, nuclide analysis, earth environment, Iodine isotopes, Uranium isotopes, Radiocarbon dating]