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口頭

マイナーアクチノイドを回収するモデル抽出剤HMNTAの電子構造に係る研究

宮崎 康典; 佐野 雄一; 竹内 正行; 星野 正光*; 下條 竜夫*; 足立 純一*

no journal, , 

核燃料サイクルの確立に当たり、使用済燃料再処理で発生する高レベル放射性廃棄物の処理処分が課題となっている。原子力機構では、放射性廃棄物の減容化及び有害度低減の観点から、再処理廃液から選択的にマイナーアクチノイドを回収する新規抽出剤の開発を進めている。本発表では、モデル分子であるN,N,N',N',N",N"-hexamethyl nitrilotriacetamide(HMNTA)を対象とした加熱の光電子分光実験を行うとともに、GRRMで探索した電子基底状態のコンフォメーションと加熱温度での相対存在分布から、電子構造やイオン化に伴う電子遷移をそれぞれ評価した。計算結果は光電子分光スペクトルを再現し、電子構造の説明が可能となり、今後、1つの分子構造に収束したイオン状態の結合解離性を見積る予定である。

口頭

Nuclear quantum effects in water and its isotopologous from ab initio path integral molecular dynamics

Thomsen, B.; 志賀 基之

no journal, , 

We report the structure and dynamics of ambient water and its isotopologues including nuclear quantum effects (NQEs) using ab initio path integral methods. For the pure isotopologues, light (H$$_2$$O(l)) and heavy (D$$_2$$O(l)) water, and T$$_2$$O(l), we find that the heavier isotopologues are more ordered due to more hydrogen bonds being formed in the heavier isotopologues liquid phases. The mixed isotope species, HDO(aq) and HTO(aq), have less structured hydration shells and form fewer hydrogen bonds than H$$_2$$O(l). This can be attributed to the relative compactness and asymmetry of the mixed isotope species, which results in a lower dipole moment when compared to that of the pure species. The translational and rotational dynamics of H$$_2$$O(l) and D$$_2$$O(l) are slowed down by the inclusion of NQEs in the simulations, which is correlated with an extension of hydrogen bond lifetimes in simulations including NQEs.

口頭

第一原理経路積分法に基づく量子振動動力学

志賀 基之

no journal, , 

量子振動ダイナミクスに対する近似として、第一原理経路積分法に基づく新たなシミュレーション手法を提案する。これは、セントロイド分子動力学やリングポリマー分子動力学などの他の手法と比べて、振動スペクトル計算の精度を改善する。水やプロトン化水クラスターに対する赤外スペクトルなどの例を通じてこれを実証する。

口頭

水/エタノール混合溶液中Rh$$^{3+}$$イオン錯体のレーザー誘起還元反応に関する時間分解XAFS研究

佐伯 盛久*; 松村 大樹; 中西 隆造*; 蓬田 匠; 辻 卓也; 齋藤 寛之*; 大場 弘則*

no journal, , 

Rh$$^{3+}$$イオン錯体のRh$$^{0}$$種への直接光還元反応機構を分散型X線吸収微細構造分光法を用いて研究した。時間分解X線吸収端近傍構造(XANES)の結果より、Rhの時間分解XANESスペクトルに等吸収点がないことがわかった。このことは、Rh$$^{3+}$$, Rh$$^{0}$$以外のRh$$^{n+}$$が反応に寄与していることを示唆している。そこで、時間分解XANESデータに特異値分解法を適用して解析したところ、3つのRh$$^{n+}$$種が直接光還元に寄与していることがわかった。次に、Rh$$^{n+}$$中間体のスペクトル情報を抽出するために、多変量スペクトル解析を用いて時間分解XANESデータを解析することで、Rh$$^{n+}$$種の純粋なスペクトルと濃度プロファイルを得ることができた。最終的に、純粋なスペクトルの特徴から、中間体をRh$$^{+}$$種に帰属することができた。

口頭

超音速酸素分子線照射による非平衡ハフニウム吸着シリコン(111)表面界面での酸化反応

垣内 拓大*; 穴井 亮太*; 佐伯 大殊*; 津田 泰孝; 吉越 章隆

no journal, , 

ハフニウム(Hf)が吸着したSi(111)-7$$times$$7(Hf-Si(111),約0.5原子層)の初期酸化機構を解明するため、酸素分子曝露もしくは超音速酸素分子ビーム照射後の表面界面化学状態の変化を放射光光電子分分光法で追跡した。Si2pおよびHf4f光電子スペクトル解析より、Hfモノシリサイド(HfSi)を表面に形成することが分かった。この表面に超高純度O$$_{2}$$分子(並進運動エネルギー(Et)=0.03eV)を照射したところ、ハフニウムシリケート(Hf-O-Si構造)が形成し、Hfの酸化数は最大+3価、Siの酸化数は最大+4価まで進行することが分かった。次いで、Hf-Si(111)に超音速O$$_{2}$$分子ビーム(Et=0.39eV)を照射するとHfの酸化数が最大+4価まで進行した。Si基板側のHf-Si結合が安定であることを考慮すると、Si基板の酸化にはH-Si酸化の活性化エネルギーを越える高いO$$_{2}$$分子が必要であることが分かった。

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