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二酸化ウラン中のネガティブクリスタルが拓く新しい科学

Innovative study on negative crystal formed in oxide

芹澤 弘幸; 芳賀 芳範; 町田 昌彦; 中村 博樹; 山中 伸介*; 大石 佑治*

Serizawa, Hiroyuki; Haga, Yoshinori; Machida, Masahiko; Nakamura, Hiroki; Yamanaka, Shinsuke*; Oishi, Yuji*

ネガティブクリスタルの形状は、結晶成長の基本形状とも関連しているため、その形成及び成長メカニズムは物理学的に興味ある研究対象である。また一方で、塊状単結晶中に発生したネガティブクリスタルは、そのミステリアスな外観と希少性から宝石として珍重されている。しかしながら、その形状を任意にコントロールすることはできない。われわれは本論文で、最近発見したネガティブクリスタルの成長過程について報告する。われわれは、UO$$_{2}$$中に析出したヘリウムがネガティブクリスタルを形成する媒体になることを発見した。本論文では、変形メカニズムについて論ずる。われわれの研究成果は、ヘリウムの析出条件をコントロールすることによって、任意の形状のネガティブクリスタルを形成せしめる可能性を示唆している。

Because the shape of a negative crystal is closely related to the morphology of the crystal structure, its formation and growth mechanism is an important subject in the physical sciences. In addition, negative crystals formed in a large single-crystal mass have attracted interest as expensive jewellery because of their mysterious appearance and rarity. However, it is difficult to arbitrarily control the shapes of these polyhedral cavities embedded in a solid medium. Here, we report a discovery on the negative crystal growth process. We found that precipitated helium forms a negative crystal in UO$$_{2}$$; the shape changes dramatically with the conditions of helium precipitation. This article discusses the shape transformation mechanism. Our investigation implies that the shapes of negative crystals can be arbitrarily controlled by controlling the precipitation conditions.

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