Liイオンの振舞いを捉まえる; 再加速短寿命核ビームLiによるLi拡散実験

Diffusion experiment with the accelerated, shorot-lived radioactive beam of Li

Jeong, S.-C.*; 須貝 宏行; 矢萩 正人*

Jeong, S.-C.*; Sugai, Hiroyuki; Yahagi, Masahito*

加速器を使って生成したLi短寿命核を物質中に入射しプローブとして用いると、携帯電話やノートパソコンなどで用いられている充電可能なLi電池などでLiイオンがどのように振舞っているのかを直接捉えることができる。最近、原子力機構と高エネルギー加速器研究機構が共同で運営しているTRIAC(Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex)から取り出したLi短寿命核ビームを用いて開発された、世界でもユニークな測定の試みについて紹介する。また、この手法を用いて初めて明らかになった結晶中の格子欠陥とLiの振舞いとの相関について述べる。

We have demonstrated a non-destructive and on-line radiotracer method for diffusion studies in lithium ionic conductors, by using, as a tracer, the short-lived alpha-emitting radioisotope of Li from TRIAC (Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex). The method has been successfully applied to measure the lithium diffusion coefficients in a typical defect-mediated lithium ionic conductor of LiGa, well demonstrating that the method is very effective to measure the diffusion in the micrometer regime per second. Anomalous composition-dependence of Li diffusion coefficients in LiGa was observed. The anomaly was discussed qualitatively in terms of the formation of defect complex and the interaction between the constituent defects. The ordering of the Li vacancies in the Li-deficient LiGa was observed for the first time in terms of the Li diffusion by the present method, and its thermodynamic aspect was discussed.