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佐藤 哲也
化学と工業, 72(10), P. 867, 2019/10
価電子の束縛エネルギーを直接反映する第一イオン化エネルギー(IP
)を実験的に求めることで、Z
100の重アクチノイド元素の電子配置に関する情報を得ることを試みた。実験には、表面電離イオン化と質量分離を組み合わせたオンライン同位体分離器(ISOL)を用いた。重イオン核反応によって合成した
Fm(半減期2.6分)、
Md(4.27分)、
No(24.5秒)および
Lr(27秒)をイオン化・分離して、各同位体のイオン化効率を測定し、対象元素のIPを決定した。この結果、原子番号の増加と共に、NoまでIPは単調に増加し、Lrで急激に小さくなる傾向を観測した。これは、5f軌道に順に電子が充填され、Noで準閉殻構造[Rn]7s
5f
をとり、Lrでゆるく束縛された1個の電子を最外殻軌道にもつことに対応する。この構造はランタノイド系列と類似することから、Lrでアクチノイド系列が終わることを初めて実験的に示すことができた。
平出 哲也
科学と工業, 92(2), p.44 - 54, 2018/02
陽電子は電子の反粒子であり電子と対消滅し質量に相当するエネルギーを
線として放出する。この線を計測する手法を陽電子消滅法と呼ぶ。その時刻情報、エネルギー情報、放出角度の情報はいろいろな材料研究に用いられてきた。ここでは、陽電子消滅法の中でも、消滅寿命、消滅線ドップラー拡がり、消滅寿命-運動量相関を主に取り上げ、金属材料や高分子材料に関する研究例を挙げながら解説する。
佐藤 哲也; 永目 諭一郎; 塚田 和明
化学と工業, 68(9), p.824 - 826, 2015/09
103番元素ローレンシウムの第一イオン化エネルギー測定の結果、我々はローレンシウムがアクチノイド最後の元素であることを初めて実験的に証明した。その一方、得られた実験結果から推測される電子配置からは、ローレンシウムは13族に類似した最外殻電子軌道をもつことが示唆された。本研究により、ローレンシウムとルテチウムの周期表における位置に関する議論が再燃した。一連の研究成果とその後の議論について、解説する。
柴田 裕樹; 林 博和; 小山 正史*
電気化学および工業物理化学, 83(7), p.532 - 536, 2015/07
被引用回数：2 パーセンタイル：1.67(Electrochemistry)本研究では、ホットセル中で1-20mg程度の少量の高放射性マイナーアクチノイドを含む溶融塩での電気化学測定が実施可能な電気化学セルを設計し、LiCL-KCl溶融塩中におけるキュリウムの電気化学特性を718-823Kの温度範囲で調べた。得られたキュリウムの標準酸化還元電位はOsipenkoらが報告している値と一致したが、Maritinotらの値より低かった。そこで、得られたキュリウムの標準酸化還元電位と報告値の妥当性について議論し、得られた値とOsipenkoらの報告値が妥当であると結論づけた。
岡本 芳浩; 中田 正美; 赤堀 光雄; 駒嶺 哲*; 福井 寿樹*; 越智 英治*; 仁谷 浩明*; 野村 昌治*
電気化学および工業物理化学, 81(7), p.543 - 546, 2013/07
被引用回数：7 パーセンタイル：17.86(Electrochemistry)高温溶融状態の高レベル模擬ガラス中のルテニウム元素の挙動と化学状態を、放射光X線イメージング技術を使用して分析した。溶融から気泡発生、ルテニウムの凝集と沈殿までを、12ビットCCDカメラで動的に観察した。X線強度は、画像の濃淡を数値化することによって得た。また、ルテニウムの存在は、そのK吸収端直後のエネルギーにおいては、図中にて黒く強調されて観測される。位置分解能を備えたイメージングXAFS分析技術を駆使して、溶融状態のルテニウムの化学状態についても調べた。
Ti
O
(110) film electrode for lithium batteriesKim, K.-S.*; 当寺ヶ盛 健志*; 鈴木 耕太*; 田港 聡*; 田村 和久; 水木 純一郎; 平山 雅章*; 菅野 了次*
電気化学および工業物理化学, 80(10), p.800 - 803, 2012/10
被引用回数：13 パーセンタイル：29.85(Electrochemistry)充放電過程におけるLiTiO薄膜の電気化学特性および構造変化について調べた。X線回折およびX線反射率測定を行った結果、LiTiO膜は電解液と接触し、1回目の充放電サイクルを行う間、大きな構造変化が見られた。薄膜表面は、バルク構造とは異なった構造をとっており、これがナノサイズLiTiO電極が高容量である一方、不安定である原因であることがわかった。
北脇 慎一; 坂村 義治*
電気化学および工業物理化学, 79(12), p.975 - 976, 2011/12
原子力機構と電力中央研究所は、燃料再処理技術の一つとして、溶融塩電解精製を適用した金属電解法乾式再処理技術の研究開発を共同で行っており、このための設備として平成14年にプルトニウム(Pu)を扱うことのできるアルゴン雰囲気グローブボックス(GB)を原子力機構東海研究開発センター・核燃料サイクル工学研究所(茨城県東海村)にある高レベル放射性物質研究施設に設置した。本報告では、金属電解法乾式再処理の概要とここでの研究設備や成果について紹介する。
安田 良
電気化学および工業物理化学, 79(11), p.912 - 913, 2011/09
これまでの研究業務の中における電気化学とのかかわりについて述べた。学生時代から現在までの研究内容について簡単に紹介し、電気化学との接点となった燃料電池と現状の研究業務である中性子ラジオグラフィの高度化との関連について説明している。また、中性子ラジオグラフィによる燃料電池内部可視化実験やこれらの研究を通じて得られた知識・経験について記述している。
安田 良; 塩澤 方浩*; 片桐 政樹*; 竹中 信幸*; 酒井 卓郎; 林田 洋寿; 松林 政仁
電気化学および工業物理化学, 79(8), p.614 - 619, 2011/08
被引用回数：1 パーセンタイル：2.43(Electrochemistry)Neutron radiography is a useful tool for visualization of water distribution in fuel cells. In this study, we prepared a high spatial resolution neutron imaging system and small-sized fuel cell, and observed the through-plane water distribution in the fuel cell after operation. Fuel cell operations were carried out while varying the gas flow rate in the constant current mode. In low flow rate conditions, voltage decreased as operation time increased, and dropped below 0.2 V at 7.5 min. In neutron images obtained after fuel cell operation, water distribution was observed around the membrane electrode assembly (MEA) at the beginning of the operation and expanded over time to the gas diffusion layer (GDL) and channel on the cathode side. In higher flow rate conditions, fuel cell operation was more stable than in the low flow rate conditions. Neutron imaging results suggest that stable fuel cell operation is attributable to water discharge due to expulsion by the gas flow.
Nuryanthi, N.*; 八巻 徹也; 越川 博; 浅野 雅春; 榎本 一之; 澤田 真一; 前川 康成; Voss, K.-O.*; Trautmann, C.*; Neumann, R.*
電気化学および工業物理化学, 78(2), p.146 - 149, 2010/02
被引用回数：6 パーセンタイル：13.68(Electrochemistry)従来から検討がなされてきたポリエチレンテレフタレートやポリカーボネートなどの炭化水素系高分子ではなく、フッ素系高分子からなるイオン穿孔膜に着目し、そのエッチング挙動や応用性に関する研究を進めている。今回は、穿孔形成の重要なパラメータであるエネルギー付与の大きさを計算によりあらかじめ予測し、その変化を利用してポリフッ化ビニリデン(PVDF)イオン穿孔膜における孔のサイズ,形状(円柱,円錐状)の制御を試みたので報告する。走査型電子顕微鏡(SEM)観察と電気伝導度解析によるエッチング挙動の基礎的検討の中で、電気伝導度セルに高電圧を印加すると穿孔内のエッチングが加速されるという興味深い現象を見いだした。これは、穿孔内におけるエッチング溶出物の電気泳動効果に起因していると考えられる。
小藤 博英; 天本 一平; 佐々木 一哉*; 安本 勝*; 高崎 康志*; 明珍 宗孝; 寺井 隆幸*
電気化学および工業物理化学, 77(8), p.597 - 600, 2009/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Electrochemistry)金属電解法から生成する高レベル廃棄物削減のため、リン酸塩転換プロセスを開発している。本研究では、熱力学計算におけるリン酸塩転換反応を基礎実験により確認した。希土類塩化物は容易にリン酸塩に転換することがわかった。さらに、転換反応の添加剤であるリン酸リチウムに関して、熱力学特性を解明するために高温での挙動を評価した。
林 博和; 柴田 裕樹; 赤堀 光雄; 荒井 康夫; 湊 和生
電気化学および工業物理化学, 77(8), p.673 - 676, 2009/08
被引用回数：7 パーセンタイル：17.15(Electrochemistry)原子力機構における窒化物燃料サイクルの研究開発によって明らかとなった窒化物燃料の乾式再処理の主工程である溶融塩電解法による窒化物の陽極溶解及び液体カドミウム(Cd)陰極へのアクチノイドの回収、及び液体Cd陰極に回収されたアクチノイドの再窒化におけるアメリシウム(Am)の挙動について報告する。Am
イオンを含んだLiCl-KCl共晶溶融塩中でのAmNの電解挙動をAmNディスク試料,液体Cd電極又はMo電極及び参照電極(Ag/AgCl電極)を用いた三電極法によって測定した結果、サイクリックボルタモグラムにおいてAmNの溶解に伴う酸化電流が見られた。また、AmNディスク試料を陽極とし、液体Cd電極を陰極として行った定電位電解によってAmN試料の電解を行い、窒素放出を観測した。液体Cd陰極において得られた電解回収物中には、金属間化合物Am
Cd
が含まれていることを明らかにした。さらに、液体Cd陰極に回収したAmをCdの蒸留とAmの窒化の二つの工程を一度に行う蒸留窒化法によって再窒化し、AmN粉末試料を調製できることを明らかにした。
/U and U/U couples in molten LiCl-RbCl eutectic永井 崇之; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 白井 理*; 佐藤 修彰*; 山名 元*
電気化学および工業物理化学, 77(8), p.614 - 616, 2009/08
被引用回数：15 パーセンタイル：32.97(Electrochemistry)溶融LiCl-RbCl共晶塩中におけるU/U対及びU/U対の酸化還元電位を、サイクリックボルタンメトリにより求めた。これら酸化還元電位は、LiCl-KCl共晶塩中における酸化還元電位よりも負側にあるが、NaCl-CsCl共晶塩中における酸化還元電位とおおむね一致した。この関係は、溶融塩の平均アルカリイオン半径と相関が見られる。
戸田 太郎*; 丸山 雄大*; 森谷 公一*; 森山 裕丈*; 林 博和
電気化学および工業物理化学, 77(8), p.649 - 651, 2009/08
被引用回数：8 パーセンタイル：19.35(Electrochemistry)LiCl-KCl共晶溶融塩/液体ガリウム系(773K)におけるアメリシウムとセリウムの分配係数をZrCl
を共存させて塩中の酸化物イオン濃度を制御しMO
イオンの生成を抑制した条件で測定した。得られた分配係数から得られたアメリシウム/セリウムの分離係数は約100であった。本実験結果を他の系の報告値及び理論的予想値と比較することによって、ガリウムを使用した系はビスマスやカドミウムを用いた還元抽出系よりもアメリシウム/セリウムの分離性能が大きいことを明らかにした。
青柳 登
化学工業, 60(8), p.623 - 628, 2009/08
金属含有イオン液体に関する当該グループの行ってきた研究を紹介する。(1)液状常磁性様錯体,(2)示温性錯体,(3)発光性錯体と溶媒分子の認識の項目に分け、それぞれの項目について最近の研究動向と関連させ記述する。(1)ではf元素分離溶媒に応用を考えたときにとりうる溶媒和構造の磁場依存性を論じ、(2)ではサーモクロミズム特性を有するウラニル含有イオン液体を紹介し、(3)では金(I)無機塩の溶解と発光特性及び分子認識について簡単に紹介する。
Sr
)MnO
and (Ba
Sr)(Co
Fe
)O
through rietveld refinement and MEM analysis伊藤 孝憲*; 白崎 紗央里*; 藤江 良紀*; 北村 尚斗*; 井手本 康*; 大坂 恵一*; 廣沢 一郎*; 井川 直樹
電気化学および工業物理化学, 77(2), p.161 - 168, 2009/02
被引用回数：3 パーセンタイル：8.2(Electrochemistry)電子伝導と酸素イオン伝導の混合伝導体である(LaSr)MnOと(BaSr)(CoFe)Oの結晶構造を中性子回折法によって、電子密度分布を放射光X線回折法によって解析した。(LaSr)MnOは空間群が
であり、(La,Sr), Mn, Oが各々6
, 6
, 18
サイトを占める。(BaSr)(CoFe)Oは
を取り、(Ba,Sr), (Co/Fe), O1, O2が各々8, 8, 4, 8
サイトを占め、また、O1及びO2の占有率は0.59, 0.87であることがわかった。(LaSr)MnOにおけるMn-O面と(BaSr)(CoFe)Oにおける(Co, Fe)-O2面は強い共有結合を持つことから電子伝導に寄与し、(BaSr)(CoFe)Oにおける(Ba, Sr)-O1面は高い酸素欠損率を有する強いイオン結合性を持つことから酸素イオン伝導に寄与することが明らかになった。
桐山 博光
科学と工業, 81(8), p.363 - 370, 2007/08
近年のレーザー技術の進展に伴い、小型・高強度レーザーシステムが実現し、高エネルギー粒子発生など広範囲な科学技術へ応用されつつある。このような高強度レーザーと物質との相互作用研究をより強力に推進するために、高出力,高安定,高コントラスト,高ビーム品質を有する高強度レーザーを開発した。本稿では、高強度レーザーシステムの概略を説明し、高性能化のためのレーザー制御技術について筆者らの研究成果を中心に紹介する。
林 博和; 赤堀 光雄; 湊 和生; 水口 浩司*; 川辺 晃寛*; 藤田 玲子*
電気化学および工業物理化学, 75(7), p.528 - 534, 2007/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Electrochemistry)使用済み燃料の乾式再処理シミュレーションコードSPR(Simulation code for Pyrochemical Reprocessing)の概要及び酸化物電解プロセスを模擬した計算結果について報告する。SPRコードでは電極反応と塩浴内での化学反応及び電流電位分布を併せた解析を行うことができる。使用済み(U, Pu)O
燃料を塩素化溶解したNaCl-2CsCl塩浴中に塩素/酸素混合ガスを吹き込みながら電解を行うことによってUOとPuOを共析させる酸化物電解プロセスのMOX電解共析工程を模擬した計算により、Pu/Pu循環反応と不純物として混入する鉄の影響、及び電極配置の影響などの試験結果を再現することができた。これによって、本コードを用いたシミュレーションを用いることにより、従来試験を重ねなければ把握することができなかったMOX電解共析工程における挙動を把握すること、及び乾式再処理プロセスの主要設備である溶融塩電解槽の設計を効率的に進めることが可能であることを示した。
八巻 徹也; 小曾根 雄一*; 廣木 章博; 細井 克彦*; 浅野 雅春; 久保田 仁*; 吉田 勝
電気化学および工業物理化学, 75(2), p.175 - 178, 2007/02
被引用回数：10 パーセンタイル：22.62(Electrochemistry)イオンビーム照射とエッチング処理により得たイオン穿孔膜に、さらに線照射とグラフト重合を組合せた手法により新規な燃料電池用電解質膜を作製した。作製法は次のように行った。まず、
Xeイオン(450MeV)を照射したPVDF(25
m)を80
Cの9M KOH水溶液で50時間処理し、100nmの孔径を持つイオン穿孔膜を得た。つぎに、このイオン穿孔膜に線を160kGy照射後、スチレンを60Cでグラフト重合し、0.2Mクロロスルホン酸/ジクロロエタン溶液を用いて50Cでスルホン化することにより電解質膜とした。この電解質膜の膜面方向と膜厚方向のプロトン導電性の検討から、異方導電性を持つことがわかった。このような一次元的なプロトン伝導経路により、市販膜のナフィオンに比べて含水率は低下し、さらにメタノール透過も抑制されることがわかった。
with alkali chlorides岡本 芳浩; 矢板 毅; 湊 和生
電気化学および工業物理化学, 73(8), p.745 - 747, 2005/08
被引用回数：0 パーセンタイル：0.02(Electrochemistry)溶融PbClとアルカリ塩化物との混合による構造変化について、PbのL
吸収端XAFS測定によって調べた。混合により、最近接Pb-Cl間距離は長くなり、配位数も6へと増加した。一方デバイワーラー因子と3次のキュムラントは小さくなる傾向が得られた。これらのことから、単体では存在しない(PbCl
)
配位構造が、アルカリ塩化物との混合により形成されて、安定化していることが結論付けられた。
