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論文

Hydrogen absorption and desorption on Rh nanoparticles revealed by ${it in situ}$ dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy

Song, C.*; Seo, O.*; 松村 大樹; 廣井 慧*; Cui, Y.-T.*; Kim, J.*; Chen, Y.*; Tayal, A.*; 草田 康平*; 小林 浩和*; et al.

RSC Advances (Internet), 10(34), p.19751 - 19758, 2020/05

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Chemistry, Multidisciplinary)

To unveil the origin of the hydrogen-storage properties of rhodium nanoparticles (Rh NPs), we investigated the dynamical structural change of Rh NPs using ${it in situ}$ dispersive X-ray absorption fine structure spectroscopy (XAFS). The variation of the Rh-Rh interatomic distance and Debye-Waller factor of Rh NPs with a size of 4.0 and 10.5 nm during hydrogen absorption and desorption suggested that they have a different mechanism for hydrogen absorption, which is that the hydrogen absorption on the inner site has a greater contribution than that on a surface for Rh 4.0 nm. In the case of Rh 10.5 nm, it is opposed to Rh 4.0 nm. This study demonstrates a powerful ${it in situ}$ XAFS method for observing small local structural changes of metal nanoparticles and its importance for understanding of the hydrogen-absorption properties of Rh NPs with an interesting hydrogenation mechanism.

論文

Pressure studies on the antiferromagnetic Kondo semiconductor Ce(Ru$$_{1-x}$$Rh$$_x$$)$$_2$$Al$$_{10}$$ (x = 0,0.1)

谷田 博司*; 北川 健太郎*; 立岩 尚之; 世良 正文*; 西岡 孝*

Physical Review B, 96(23), p.235131_1 - 235131_7, 2017/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:8.15(Materials Science, Multidisciplinary)

近藤半導体Ce(Ru$$_{1-x}$$Rh$$_x$$)$$_2$$Al$$_{10}$$(x=0 and 0.1)の圧力誘起型反強磁性-常磁性転移についての実験研究を行った。高圧下電気抵抗測定の結果、異常な反強磁性状態の形成に関して、$$c$$-$$f$$混成は必要条件ではないことが明らかにされた。さらに高圧下磁化測定も行われた。磁気的特性に関する圧力効果と、x=0とx=1の電子状態の違いが議論された。

論文

Vibrational states of atomic hydrogen in bulk and nanocrystalline palladium studied by neutron spectroscopy

古府 麻衣子; 橋本 直樹*; 秋葉 宙*; 小林 浩和*; 北川 宏*; 飯田 一樹*; 中村 充孝; 山室 修*

Physical Review B, 96(5), p.054304_1 - 054304_7, 2017/08

 被引用回数:10 パーセンタイル:57.46(Materials Science, Multidisciplinary)

中性子分光法を用いて、バルク及びナノ結晶パラジウム中の水素原子の振動状態を、広いエネルギー領域($$0 le hbar omega le 300$$meV)について調べた。バルクのパラジウム水素化物では、水素の振動励起は量子調和振動子(QHO)で大まかに記述された。一方、直径8nmのナノ結晶パラジウム水素化物では、付加的な振動励起が80meV以上のエネルギー領域に観測された。この付加的な振動励起のエネルギーと強度はQHOでは説明できず、非調和性の強いトランペット型ポテンシャルにおける振動と記述された。この付加的な励起は、表面効果により安定化されたサブ表面(表面下2-3層)の正四面体サイトに配置された水素原子の振動だと考えられる。本研究は、金属ナノ粒子中の水素の振動を明瞭に検知した初めての実験的研究である。

論文

$$^{61}$$Ni synchrotron radiation-based M$"o$ssbauer spectroscopy of nickel-based nanoparticles with hexagonal structure

増田 亮*; 小林 康浩*; 北尾 真司*; 黒葛 真行*; 齋藤 真器名*; 依田 芳卓*; 三井 隆也; 細井 浩平*; 小林 浩和*; 北川 宏*; et al.

Scientific Reports (Internet), 6, p.20861_1 - 20861_8, 2016/02

 被引用回数:6 パーセンタイル:37.08(Multidisciplinary Sciences)

We measured the SR M$"o$ssbauer spectra of Ni nanoparticles with a hexagonal structure that were synthesized by chemical reduction. To obtain M$"o$ssbauer spectra of the nanoparticles without 61-Ni enrichment, we developed a measurement system for $$^{61}$$Ni SR M$"o$ssbauer absorption spectroscopy without X-ray windows between the standard energy alloy and detector. The counting rate of the $$^{61}$$Ni nuclear resonant scattering in the system was enhanced by the detection of internal conversion electrons and the close proximity between the energy standard and the detector. The spectrum measured at 4 K revealed the internal magnetic field of the nanoparticles was 3.4 T, corresponding to a Ni atomic magnetic moment of 0.3 Bohr magneton. This differs from the value of Ni$$_{3}$$C and the theoretically predicted value of hexagonal closed packed Ni and suggested the nanoparticle possessed intermediate carbon content between hcp-Ni and Ni$$_{3}$$C of approximately 10 atomic percent of Ni.

論文

Study on chemical reactivity control of sodium by suspended nanoparticles, 1

荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 永井 正彦*; 吉岡 直樹*

Journal of Nuclear Science and Technology, 47(12), p.1165 - 1170, 2010/12

 被引用回数:11 パーセンタイル:63.66(Nuclear Science & Technology)

ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用を利用したナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究を行っている。ナノ粒子を分散させたナトリウムのナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用の理論計算を行い、原子間相互作用を推定し、基礎物性の試験により検証した。その結果、理論計算からナノ粒子が、ナトリウムと電気陰性度の差が大きい遷移金属の場合、ナトリウム原子とナノ粒子原子の原子間結合が、ナトリウム原子動詞どうしのそれよりも大きく、ナトリウム原子からナノ粒子原子へ電荷移行が生じることが推定された。これらの原子間相互作用の変化を検証するために、ナノ粒子分散ナトリウムの基礎物性の測定をナトリウムと比較して実施した。試験の結果から、表面張力は増大し、蒸発挙動は低下することがわかり、理論推定が検証された。これらの基礎物性の変化は、温度変化や相変化でも確認され、原子間相互作用が高温で維持されていることを示している。

論文

Study on chemical reactivity control of sodium by suspended nanoparticles, 2

荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 永井 正彦*; 吉岡 直樹*

Journal of Nuclear Science and Technology, 47(12), p.1171 - 1181, 2010/12

 被引用回数:10 パーセンタイル:60.62(Nuclear Science & Technology)

ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用を利用したナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究を行っている。これまでの研究から、ナノ粒子とナトリウムの原子間相互作用が増大し、基礎物性が変化し、反応抑制の可能性が見いだされた。本報では、反応熱量と反応速度を測定し、反応低減を確認した。さらに、反応挙動の観察から、反応抑制メカニズムを明らかにした。反応抑制効果のプラントで起こる現象への効果を推定、実験により検証した。また、ナノ粒子分散ナトリウムの冷却材としての適用性を検討した。その結果、反応熱量と反応速度が低減しており、ナノ粒子分散による反応抑制が確認された。反応現象の観察及び分析より、ナノ粒子分散ナトリウムとナトリウムの反応挙動の違いは、気相反応にあることがわかり、反応抑制メカニズムの要因は、蒸発速度の低下であることがわかった。ナトリウム-水反応と燃焼反応への反応低減の影響を推定した。燃焼温度の低下、燃焼の停止が観察され、プラントへの効果が試験により確認された。冷却材としての適用性は大きな課題はないことが明らかになった。

論文

Study on chemical reactivity control of liquid sodium; Development of nano-fluid and its property and applicability to FBR plant

斉藤 淳一; 荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 中野 晴之*; 緒方 寛*; 吉岡 直樹*

Proceedings of 16th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-16) (CD-ROM), 4 Pages, 2008/05

液体ナトリウムは熱伝導率などの特性に優れていることから高速炉の冷却材として使用されている。しかしながら、ナトリウムの水や酸素との反応性は非常に高い。そこで、ナトリウム自身の化学的活性度を抑制する革新的な研究が望まれている。本研究の目的は液体ナトリウム中にナノメートルサイズの金属微粒子を分散させることにより、ナトリウムの化学的活性度を抑制することである。本研究のサブテーマとして、ナノ粒子の製造技術の開発,ナノ流体の反応抑制効果の評価及びナノ流体のFBRプラントへの適用性評価を挙げている。本論文ではそれぞれのサブテーマの進捗状況について述べる。

論文

Study on chemical reactivity control of liquid sodium; Research program

斉藤 淳一; 荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 岡 伸樹*; 吉岡 直樹*

Proceedings of 15th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-15) (CD-ROM), 5 Pages, 2007/04

液体ナトリウムは熱伝導率や液体温度範囲が広いことから高速炉の冷却材として使われている。しかしながら、ナトリウムの水や酸素との反応性は非常に高い。そこで、ナトリウムの化学的活性度を抑制する革新的な技術の開発が望まれている。本研究の目的は液体ナトリウム中にナノメートルサイズの金属微粒子を分散させることにより、ナトリウムの化学的活性度を抑制することである。本研究のサブテーマはナノ粒子の製造,反応抑制効果の評価と高速炉への適用性評価である。本発表では研究計画について述べる。

論文

Variation in groundwater levels, pore pressures and crustal strain related to earthquakes in the upper granite and sedimentary formations in the area of western Tono, Japan

吾妻 瞬一*; 石井 紘*; 浅井 康広*; 北川 有一*; 脇田 宏*; 山内 常生*; 浅森 浩一

Geodynamics of Atotsugawa Fault System, p.173 - 179, 2007/00

東濃地科学センターと東濃地震科学研究所は数本のボアホールにおいて地下水位,間隙水圧や歪の連続観測を日本の中央部東濃の西の地域において実施している。現在まで地震に関連した次のような変化が数本のボアホールにおいて観測されている。(1)地震発生後に1か月程度持続する地下水位と間隙水圧の増加が東濃鉱山周辺の上部花崗岩とその上の土岐夾炭類層下部においてしばしば観測された。これらの増加は観測ボアホールの領域よりも高い水頭を持つ領域からの地下水の流入によって説明できる。(2)地震前の地下水位の増加は土岐夾炭類層下部において観測された。1999年の地震の場合には地震前に主歪とズレ歪の変化が観測されたが面積歪には観測されなかったがこれは常に3成分歪の観測がされるべきであることを意味する。体積歪のみの観測ではそのような地震前の歪変化が観測できないからである。

論文

Decrease in $$^{111}$$Cd knight shift in superconducting Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$; Evidence for spin-singlet pairing

酒井 宏典; 徳永 陽; 神戸 振作; 北川 健太郎*; 村川 寛*; 石田 憲二*; 大野 浩之*; 加藤 将樹*; 吉村 一良*; Walstedt, R. E.

Journal of the Physical Society of Japan, 73(11), p.2940 - 2943, 2004/11

 被引用回数:6 パーセンタイル:42.31(Physics, Multidisciplinary)

Cd$$_{2}$$Re$$_{2}$$O$$_{7}$$の超伝導状態の低磁場・極低温で$$^{111}$$Cd核の核磁気共鳴実験を行った。交流帯磁率のその場観察を行い、0.1Kでの超伝導臨界磁場$$H_{c2}$$は4kOeだった。超伝導状態において、ナイトシフトが減少することを観測し、この超伝導体が超伝導状態でスピン一重項を形成することがわかった。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,2; 要素技術の研究計画と進捗

斉藤 淳一; 荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 山内 美穂*; 山下 晃弘*; 岡 伸樹*; 吉岡 直樹*

no journal, , 

ナノ流体に適合するナノ粒子の製造技術を開発して、ナノ流体の成立要件である分散性及び反応抑制効果を中心とした要素研究を進めることにより、そのメカニズムを把握して化学的活性度抑制効果を明らかにする計画である。最初の段階として、粒子技術の課題の解決方策の見通しを得るとともに、分散性や反応抑制の評価方法を整理した。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制技術に関する研究,1; 研究計画

荒 邦章; 斉藤 淳一; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 緒方 寛*; 戸田 幹雄*; 吉岡 直樹*

no journal, , 

ナトリウム冷却型高速炉システムの実用化に向けて、冷却材ナトリウムの優れた熱的・核的特性を維持しつつ、化学的活性度を制御することを狙って、ナノメートルサイズの超微粒子(ナノ粒子)を少量安定分散させたナトリウム(ナノ流体)の反応抑制の可能性について研究を進めている。研究は、かかる概念の成立性を示すために、ナトリウムに適するナノ粒子の製造技術開発,反応抑制効果の評価並びに炉システムへの適用性評価を行う。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,5; ナノ流体の特性

斉藤 淳一; 荒 邦章; 永井 桂一; 西村 正弘; 小野島 貴光; 杉山 憲一郎*; Zhang, Z.*; 北川 宏*; 中野 晴之*; 岡 伸樹*; et al.

no journal, , 

ナトリウムの化学的活性度を抑制することを目的にナノ粒子分散ナトリウムの開発を実施している。本報では開発しているナノ粒子分散ナトリウム(ナノ流体)の基礎的特性の把握を開始し、これまでに反応抑制効果や物性の変化に関する知見が明らかになってきたことについて報告する。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,4; ナノ流体の試作

斉藤 淳一; 荒 邦章; 緒方 寛*; 福永 浩一*; 岡 伸樹*; 北川 宏*; 山内 美穂*

no journal, , 

ナトリウムの化学的活性度を抑制することを目的にナノ粒子分散ナトリウムの開発を実施している。本報ではナトリウム中に分散するナノ粒子の製造と分散にかかわる技術開発の成果について報告する。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究; フラッシュ蒸発法によるナノ粒子の製造技術の開発

斉藤 淳一; 荒 邦章; 福永 浩一*; 緒方 寛*; 永井 正彦*; 岡 伸樹*; 北川 宏*; 山内 美穂*

no journal, , 

液体ナトリウムの化学的活性度の抑制を目的として、ナノメートルサイズの超微粒子(以下、ナノ粒子)を分散させたナトリウムの開発を実施している。ここでは、ナトリウム中に分散するナノ粒子の製造にかかわる技術開発の成果について述べる。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,7; ナノ粒子の製造技術の開発

斉藤 淳一; 荒 邦章; 永井 正彦*; 福永 浩一*; 北川 宏*; 山内 美穂*; 岡 伸樹*

no journal, , 

液体中のナノ粒子表層で生じる原子間相互作用に着目して、ナノ粒子を分散した液体金属ナトリウム(ナノ流体)の化学的活性度抑制の可能性を調べている。本報告では、研究全般の進捗概要を示すとともに、ナノ粒子の微細化試作結果やナトリウム中のナノ粒子の状態を示した。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,12; ナノ粒子とナトリウムの相互作用

斉藤 淳一; 荒 邦章; 北川 宏*; 中野 晴之*

no journal, , 

ナノ粒子表面で生じる原子間相互作用に着目し、ナノ粒子を分散した液体ナトリウム(ナノ流体)の化学的活性度抑制について調査している。本報告では、抑制効果検討のアプローチを示すとともに、ナノ粒子とナトリウム原子の原子間相互作用の理論検討の結果について示す。

口頭

ナトリウムの化学的活性度抑制に関する研究,17; ナノ流体の概念の検証

斉藤 淳一; 荒 邦章; 杉山 憲一郎*; 北川 宏*; 中野 晴之*

no journal, , 

ナトリウム冷却型高速増殖炉システムの実用化に向けて、ナノ粒子分散によりナトリウム自身の化学的活性度を抑制する研究を実施してきた。本発表では、ナノ粒子とナトリウム原子の原子間相互作用の理論検討と基礎物性からナノ粒子分散ナトリウムの概念の成立性の確認について述べる。

口頭

Dynamics of atomic hydrogen in bulk and nanocrystalline palladium

古府 麻衣子; 橋本 直樹*; 秋葉 宙*; 小林 浩和*; 北川 宏*; Tyagi, M.*; Faraone, A.*; Copley, J.*; Lohstorh, W.*; 飯田 一樹*; et al.

no journal, , 

パラジウム水素化物は代表的な金属水素化物であり、高い水素吸蔵性とパラジウム格子中の水素原子の高い拡散性などの特長をもつ。金属をナノ粒子化すると、表面効果や量子効果などにより物性が変わることが報告され、近年盛んに研究されている。中性子散乱手法は、金属中の水素原子を捉えるのに最も適したプローブである。我々は、パラジウム水素化物ナノ粒子の特性を明らかにするため、中性子回折, 中性子準弾性, 中性子非弾性散乱測定を行い、水素原子の配置, 拡散および振動挙動を調べた。その結果、ナノ粒子の表面付近では、水素原子はバルクとは異なる四面体サイトにも存在し(バルク試料では八面体サイトにのみ存在する)、速く拡散していることがわかった。また振動励起の解析から、表面付近の水素原子周りのポテンシャルは非調和性が大きいことも明らかにした。講演では、バルク試料で新たに検知された速い拡散についても報告し、過去の結果との比較を行う。

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