永谷清信 理学研究科助教、上田潔 東北大学教授、福澤宏宣 同助教、齋藤則生 産業技術総合研究所副研究部門長、大浦正樹 理化学研究所ユニットリーダー、ローレンツ?セダーバウム ハイデルベルグ大学教授らのグループは、安定な2価イオンが原子集団の中に存在すると、周囲にある原子をイオン化して低エネルギー電子を放出する新しい現象を観測しました。
本研究成果は、2017年1月30日午後7時に英国の科学電子ジャーナル「Nature Communications」に掲載されました。
研究者からのコメント
本研究で実証した过程では、异なる原子が含まれる集団の中の原子が齿线を吸収すると、ほぼ100％の确率で低エネルギーの电子が飞び出してきます。低エネルギーの电子はデオキシリボ核酸（顿狈础）の锁を切断し、细胞の死灭に繋がります。したがって、このような齿线照射による低エネルギー电子生成过程を一つずつ解明していくことが、放射线损伤を制御し、放射线治疗を効果的かつ正确に行うためにも重要な役割を果たしていくと期待されます。
概要
原子に非常に高いエネルギーの齿线を照射すると、电子を二つ放出して安定な2価原子イオンが生成されます。この安定な2価原子イオンは、周囲に何もなければいつまでもそのままでいますが、原子集団の中にいると、隣にいる原子から电子を一つ夺って自らは1価原子イオンになると同时に、さらにその反动で他の原子から电子を一つ飞び出させる过程が起きると理论的に予测されています。この过程では、非常に高いエネルギーの齿线を吸収するにもかかわらず、非常に低いエネルギーの电子が放出されます。低エネルギーの电子は生体分子を壊しやすいため、齿线照射による低エネルギー电子の生成过程の解明は、放射线损伤を制御し、放射线治疗を効果的かつ正确に行うためにも重要であると考えられています。
そこで本研究グループは、ネオン原子とクリプトン原子で构成される原子集団をモデル系として、大型放射光施设厂笔谤颈苍驳－8で利用できる齿线を照射し、生成される多くのイオンと电子を同时に検出する高度な计测技术を駆使して、低エネルギー电子生成过程を解明しました。
図：本研究で解明した反応过程
ネオン原子とクリプトン原子が混合したクラスターにＸ线を照射すると安定な2価ネオンイオンが生成される。このイオンは孤立していると何も起こらないが、周囲にクリプトン原子があるとクリプトン原子から电子を夺って1価イオンになり、さらに别のクリプトン原子をイオン化し、电子が飞び出していく。
详しい研究内容について
书誌情报
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D. You, H. Fukuzawa, Y. Sakakibara, T. Takanashi, Y. Ito, G. G. Maliyar, K. Motomura, K. Nagaya, T. Nishiyama, K. Asa, Y. Sato, N. Saito, M. Oura, M. Sch?ffler, G. Kastirke, U. Hergenhahn, V. Stumpf, K. Gokhberg, A. I. Kuleff, L. S. Cederbaum, K Ueda. (2017). Charge transfer to ground-state ions produces free electrons. Nature Communications, 8: 14277.
