Observation of hydrogen in deuterated methane hydrate by maximum entropy method with neutron powder diffraction

粉末中性子回折におけるマキシマムエントロピー法を用いた重水素化メタンハイドレートでの水素の観測

星川 晃範; 井川 直樹   ; 山内 宏樹   ; 石井 慶信

Hoshikawa, Akinori; Igawa, Naoki; Yamauchi, Hiroki; Ishii, Yoshinobu

メタンハイドレートのStructure Iと呼ばれる構造では、水分子が水素結合により12面体と14面体の二種類のカゴを作り、これらのカゴを積み重ねた結晶構造をしている。しかし、カゴを構成する水分子や、内包されたメタン分子中の水素原子の様子はよくわかっていない。そこで、内包されたメタンの構造を明らかにするため、原子力機構のJRR-3に設置してあるHRPDを用いて回折パターンを測定し、Rietveld法による精密構造解析を行った。これまで、カゴを構成するすべての水分子の水素は一様な空間的広がりを持つと考えられていたが、一部の特定の原子位置において特に広がっていることが明らかになった。さらに、内包されているメタン分子の水素原子の位置はカゴを構成する面の中心付近に高い密度分布が観測され、温度の上昇に伴い、メタン分子中の水素原子の分布が特定の向きを除いて、広がっていくことが明らかになった。

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