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Sedimentation of isotope atoms in monatomic liquid Se

単元素液体Se中の同位体の沈降

真下 茂; 小野 正雄  ; Huang, X. S.*; 井口 裕介*; 岡安 悟  ; 小林 桂*; 中村 栄三*

Mashimo, Tsutomu; Ono, Masao; Huang, X. S.*; Iguchi, Yusuke*; Okayasu, Satoru; Kobayashi, Katsura*; Nakamura, Eizo*

超重力場下の単体元素金属において、同位体の沈降現象を確認した。試料温度300$$^{circ}$$C,重力加速度70万$$sim$$90万Gの超重力場実験後の試料では$$^{82}$$Se/$$^{76}$$Seの同位体比で3.5%の傾斜が実現されていた。回収試料断面の光学顕微鏡写真観察において、羽状の結晶組織が観察された。実験によって得られた同位体存在比の傾斜は、原子間の相互作用がないとした、理想状態のシミュレーション結果と比べて2倍大きな値であり、非理想系であることが示唆された。前述の結果は置換型の自己拡散をする構成原子が重力によって沈降したことを表しており、同位体分離や結晶制御,大質量星内での物質動力学などといった応用が考えられる。

A strong gravitational field resulted in the sedimentation of isotope atoms in monatomic liquid. The concentration ratio $$^{82}$$Se/$$^{76}$$Se increased by greater than 3.5% in specimen ultracentrifuged at 0.7$$sim$$0.9 million G and at 300$$^{circ}$$C. The recovered sample had a feather-shaped crystalline morphology. The concentration gradient was nearly twice that of the steady state analytical result (ideal gas system), indicating a non-ideal system diffusion. The present result is evidence of sedimentation of substitutional atoms in condensed matter via self-diffusion, and suggestes its possible application to isotope separation, crystalline control and matter dynamics in massive star.

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分野:Physics, Applied

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