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Measurement of diffusion coefficients in solids by the short-lived radioactive beam of $$^{8}$$Li

短寿命核$$^{8}$$Liビームを用いた固体内拡散係数の測定

Jeong, S.-C.*; 片山 一郎*; 川上 宏金*; 渡辺 裕*; 石山 博恒*; 宮武 宇也*; 左高 正雄; 岡安 悟; 須貝 宏行; 市川 進一; 西尾 勝久; 仲野谷 孝充; 石川 法人; 知見 康弘; 橋本 恭能*; 矢萩 正人*; 高田 和典*; Kim, B. C.*; 渡辺 遵*; 岩瀬 彰宏*; 橋本 尚志*; 石川 智子*

Jeong, S.-C.*; Katayama, Ichiro*; Kawakami, Hirokane*; Watanabe, Yutaka*; Ishiyama, Hironobu*; Miyatake, Hiroari*; Sataka, Masao; Okayasu, Satoru; Sugai, Hiroyuki; Ichikawa, Shinichi; Nishio, Katsuhisa; Nakanoya, Takamitsu; Ishikawa, Norito; Chimi, Yasuhiro; Hashimoto, Takanori*; Yahagi, Masahito*; Takada, Kazunori*; Kim, B. C.*; Watanabe, Mamoru*; Iwase, Akihiro*; Hashimoto, Takashi*; Ishikawa, Tomoko*

短寿命核ビームを固体内拡散係数測定に用いる手法を開発し、イオン伝導体中の拡散係数を測定した。本方法は秒単位の高速拡散粒子の移動を直接観察できることが特徴である。東海研タンデム加速器からの24MeVの$$^{7}$$LiイオンをBeに衝突させ、レコイルマスセパレーターにより短寿命不安定核$$^{8}$$Li(寿命0.84秒)を分離し実験を行った。$$^{8}$$Liを固体中に照射し、$$^{8}$$Liから放出される$$alpha$$線の固体中でのエネルギー損失量を測定することにより高速拡散係数を測定した。リチウム電池の電極材として利用されているLi含有Siガラス,LiCoO$$_{2}$$におけるLiの拡散については本手法の検出限界(10$$^{-9}$$cm$$^{2}$$/s)以下であった。リチウム電池電極材の一つである超イオン伝導体LiAl(48.5at.%Li)について室温から300$$^{circ}$$Cの温度範囲で測定した結果はNMRスピンエコー法で測定した結果とよく一致した。

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