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ＰＩＸＥ法を用いた アジサイ中のアルミニウム測定 環境計測学研究室 村上 まゆ アジサイを用いた本実験の目的 PIXE法を用いた、花色に関係する アルミニウムの検出 種類や花色の違いによるアルミニウム の分布、蓄積の比較 PIXE 法 （ 荷 電 粒 子 励 起 X 線 放 出 法 ) 加速器からの荷電粒子を試料に照射し、試料中の元素を 励起させる。その際に放出される原子固有の特性X線を 検出することによって元素分析を行う方法。 アジサイの特徴 アジサイの花といわれている部分はガク アジサイは一般に植物にとって毒である アルミニウムに高い耐性を持つ アジサイの花色は土壌環境によって変化 花色は花弁中に存在する色素である アントシアニンで発色する 色の発色メカニズム アルカリ性土壌で育成 構造がpHに応じて変化 強酸性 赤 中性 植物 の 細胞 液 アルカリ性 紫 青 アントシアニ ン は赤色を発 色 赤色の花 酸性土壌で育成 Al 溶け出す 金属錯体作成 アントシアニン は青色を発色 青色の花 今回のアジサイ ホンアジサイ ブルースカイ 名称不明 城ヶ崎 西洋アジサイ ロシタ テラーホワイト 前処理/試料 採取後、洗浄し、押し花にして乾燥。 導電テープを用いて試料ホルダーに接着。 試料 ステンレススチール 試料ホルダー例 試料数 計36個 ブルースカイ 花2 葉8 茎1 ホンアジサイ 2 2 1 城ヶ崎 2 2 1 名称不明 2 2 1 ロシタ 2 2 1 テラーホワイト 2 2 1 測定装置・条件 京都大学 工学研究科原子核工学専攻 放射実験室 加速器 入射粒子 ビーム電流 ビーム径 ビーム電流量 検出器 分解能 アブゾーバー 4MVバンデグラフ型加速器 2.5 MeV He⁺ビーム 15 nA 1.0φ 6 mC or 10分間 Si（Li）検出器（プリンストンガンマテック社） 108 eV 9.4 mm厚 ダイヤホイル ビームの選択 H+ H2+ He+ MeV 2.5 2.5 2.5 ダイヤホイルの 厚さ（mｍ） 80 25 10 10-5 0.03 0.3 2.15×104 21.5 1.87×104 561 4.6×104 13800 透過率 電離断面積 透過率×断面積 装置写真 試 料 ホ ル ダ ｜ Ｓｉ（Ｌｉ）検出器 差動排気系 試料チェンバー 装置図 ビームによるスペクトルの比較 4 10 10 K Ca Kb S AlSiP Cl K Ca 3 X ray counts X ray counts 10 10 Mg 2 10 10 Cr Kb Ca CrKb +ビーム 2.5 MeV H + 2 Fe 2.5 MeV He ビーム Fe Kb Ti Kb Si Ni S 1 10 10 Mg Al P Cl 0 Ca Ti 10 10 00 22 44 Mn Co 66 88 Energy (keV) Energy (keV) 10 10 12 12 14 14 アジサイのスペクトル 10 x ray count 10 10 10 10 4 2.5 MeV He+ビーム ブルースカイ ホンアジサイ ロシタ 3 2 1 Mg Al Si P 0 0 1 S K Cl 2 Energy (keV) 3 Ca 4 Ｋに対するＡｌのPeak Areaの比較 0.2 花 葉 0.15 Al/ K 茎 0.1 0.05 0 ブ ル ース カ イ ホン ア ジ サ イ 城ヶ崎 不明 ロ シタ テ ラ ーホワイ ト まとめ アルミニウムは 花・葉・茎 全てに存在 アルミニウムの蓄積量 色別 部分別 部位別 概算濃度 城ヶ崎 ブルースカイ ロシタ 青花＞赤花 葉＞花＞茎 均一に分布 （正常な植物体における無機必須元素の平均含有率より Kの濃度は10000 ppm） 花 花 花 1250 ppm 葉 900 ppm 葉 200 ppm 葉 1500 ppm 1400 ppm 300 ppm 目次 アジサイを用いた本実験の目的 アジサイの特徴----------------------アントシアニン 色の発色メカニズム------------------アントシアニンの構造 金属錯体型アントシアニン 今回のアジサイ ツユクサ ヤグルマギク 前処理/試料 測定装置・条件 ビームの選択 装置写真---------------------------装置図（差動排気系） 装置図（試料チェンバー） ビームによるスペクトルの比較 アジサイのスペクトル-----------------スペクトル（12月6種） スペクトル（12月3種） Kに対するAlのPeak Areaの比較--------葉の部位によるAl分布 まとめ------------------------------平均含有率