Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
吉田 雅洋*; 石井 賢司; Jarrige, I.*; 綿貫 徹; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 熊谷 健一*; 平岡 望*; 石井 啓文*; Tsuei, K.-D.*; et al.
Journal of Synchrotron Radiation, 21(1), p.131 - 135, 2014/01
被引用回数:3 パーセンタイル:18.18(Instruments & Instrumentation)A single-crystal momentum-resolved resonant inelastic X-ray scattering (RIXS) experiment under high pressure using an originally designed diamond anvil cell (DAC) is reported. The diamond-in/diamond-out geometry was adopted with both the incident and scattered beams passing through a 1 mm-thick diamond. This enabled us to cover wide momentum space keeping the scattering angle condition near 90. Elastic and inelastic scattering from the diamond was drastically reduced using a pinhole placed after the DAC. Measurement of the momentum-resolved RIXS spectra of Sr
Ca
Cu
O
at the Cu
-edge was thus successful. Though the inelastic intensity becomes weaker by two orders than the ambient pressure, RIXS spectra both at the center and the edge of the Brillouin zone were obtained at 3 GPa and low-energy electronic excitations of the cuprate were found to change with pressure.
清水 裕太*; 稲垣 誠*; 熊田 高之; 熊谷 純*
Journal of Chemical Physics, 132(24), p.244503_1 - 244503_8, 2010/06
被引用回数:0 パーセンタイル:0.00(Chemistry, Physical)固体パラ水素の放射線分解によって生じた捕捉電子とH及びその同位体の電子スピン共鳴分光研究を行った。捕捉電子とH
及びその同位体の収量は、パラ水素に添加した少量のD
及びHDの濃度とともに増加した。われわれはH
分子のイオン化によって生じた自由電子が、固体パラ水素中のD
及びHD分子に捕捉されることにより、電子とイオンの再結合が阻害されたものと結論付けた。同じ水素分子でもH
より、質量の大きなD
やHDのほうが、捕捉電子から生じる内部電場によるエネルギー準位の変化(Stark Shift)が強いために、自由電子はD
及びHD近傍に捕捉されたと考えられる。
熊田 高之; 牛田 考洋*; 清水 裕太*; 熊谷 純*
Radiation Physics and Chemistry, 77(10-12), p.1318 - 1322, 2008/10
被引用回数:8 パーセンタイル:47.55(Chemistry, Physical)近年、われわれは線照射した固体para-H
(p-H
)中にH
, p-H
-HD, p-H
-D
混合固体中にそれぞれH
D
, H
D
のESR信号を見つけることに成功した。われわれはまた、H
+HD
H
D
+H
やH
+D
H
D
+H
などの、同位体置換反応の観測も行った。H
は固体p-H
をH
+H
H
+H
反応により拡散し、その拡散は自然同位体比で存在するHD分子とH
+HD反応することで終息する。一方で、同位体置換体H
D
, H
D
, H
D
イオンは固体p-H
中を拡散することができず、それらは捕捉電子と半減期5時間程度で対再結合することが判明した。
黒崎 譲; 清水 裕太*; 熊谷 純*
Chemical Physics Letters, 455(1-3), p.59 - 63, 2008/03
被引用回数:2 パーセンタイル:5.00(Chemistry, Physical)Hクラスターとその同位体置換クラスター、[H
(H
)H
]
, [H
(H
)D
]
, [H
(HD)H
]
について直接非経験的分子動力学計算を行った。計算の結果、[H
(H
)D
]
及び[H
(HD)H
]
クラスターの平均構造は非対称的になるため、超微細結合定数(HFCC)を決定するスピン密度が偏ることが予測された。この予測は、
線照射された固体パラ水素中に生成するとされるこれらのクラスターのHFCCについての最近のESR観測の結果と一致している。よって今回の計算結果は、固体パラ水素中におけるH
クラスターの生成をより強く裏付けるものである。
熊谷 純*; 稲垣 宏樹*; 刈谷 奏*; 牛田 考洋*; 清水 裕太*; 熊田 高之
Journal of Chemical Physics, 127(2), p.024505_1 - 024505_13, 2007/07
放射線照射した固体パラ水素中にHイオンとその同位体H
D
, H
D
, H
D
の電子スピン共鳴信号を観測することに初めて成功した。これは水素分子イオンはすべてH
かそれを核にしたクラスターイオンであるとするこれまでの通説を否定する意義深い研究である。われわれはまたH
D
, H
D
において主軸上に沿って顕著な電子の波動関数におけるD
対称の破れがあることと、H
+HD
H
D
+H
などの同位体濃縮反応が起こっていることを見いだした。
熊谷 純*; 稲垣 宏*; 刈谷 進*; 牛田 高広*; 清水 裕太*; 熊田 高之
Journal of Chemical Physics, 127(2), p.024505_1 - 024505_13, 2007/07
被引用回数:17 パーセンタイル:51.08(Chemistry, Physical)線照射した固体para-H
中には4本線のシャープなESR信号、para-H
-HD(1mol%)中及びpara-H
-ortho-D
(1mol%)中では50本を超えるESR信号が新たに観測された。われわれは理論計算との比較からこれらの信号がH
-core H
イオン及びその同位体H
D
, H
D
, H
D
のものであると同定した。われわれはまた同位体置換による同イオンの対称性の乱れ及び、同位体濃縮反応も合わせて観測することに成功した。
石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 稲見 俊哉; 水木 純一郎; 村上 洋一*; 遠藤 康夫*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; et al.
Physical Review B, 76(4), p.045124_1 - 045124_7, 2007/07
被引用回数:20 パーセンタイル:62.55(Materials Science, Multidisciplinary)(La,Sr,Ca)Cu
O
は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO
面を持たないにもかかわらず、Sr
Ca
Cu
O
は高圧下で超伝導体となる。銅の
吸収端で行った(La,Sr,Ca)
Cu
O
の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想と一致している。
小嶋 拓治; 平出 哲也; 熊谷 純*
放射線化学のすすめ; 電子,イオン,光のビームがくらしを変える、産業をつくる, p.1 - 23, 2006/02
放射線は、私たちの身の回りにごく自然にあるもので、生物の進化にも重要な役割を果たしてた。このような放射線について、放射性物質などそれらの発生源,種類,電離や励起などのはたらきあるいは影響などを理解し、その性質をうまく利用することにより、私たちの生活に役立てることができる。放射線化学は、その橋渡しをする学問のひとつとして重要である。生活の中で放射線の利用はかなり進んでおり、本章では、こうした身近な放射線の利用の現状を紹介する。
小嶋 拓治; 平出 哲也; 熊谷 純*
放射線化学のすすめ; 電子,イオン,光のビームがくらしを変える、産業をつくる, p.25 - 38, 2006/02
放射線が物質と相互作用すると放射線のエネルギーが物質に与えられいろいろな変化が生じる。どういう物質に、どのような環境で、どのような放射線を、どれくらい照射すると、その直後から時間とともにどのような変化を起こすのかといった物理化学過程を詳細に解き明かす学問が放射線化学である。この研究により、放射線化学反応を制御して放射線を効率よく私たちの生活に役立てることが可能となる。本章は、こうした放射線化学の基礎から応用への橋渡しをするものである。
熊田 高之; 榊原 正博*; 長坂 敏光*; 福田 紘也*; 熊谷 純*; 宮崎 哲郎*
Journal of Chemical Physics, 116(3), p.1109 - 1119, 2002/01
被引用回数:45 パーセンタイル:78.68(Chemistry, Physical)固体水素中における水素原子の拡散速度と再結合速度をESR、ENDOR、及びESEを用いて調べた。オルソ水素濃度1%以下における水素原子の再結合速度定数は、拡散速度から予想されるより2桁以上も小さいことがわかった。この結果は固体パラ水素中において水素原子同士が隣接しても再結合しないことを示す。高純度パラ水素中において、水素原子再結合に伴い発生するエネルギーの拡散経路が存在しないために、水素原子は再結合することなく散乱されたのではないかと考えられる。
熊田 高之; 熊谷 純*; 宮崎 哲郎*
Journal of Chemical Physics, 114(22), p.10024 - 10030, 2001/06
被引用回数:14 パーセンタイル:40.64(Chemistry, Physical)固体パラ水素中に捕捉されたエチルラジカルを電子スピン共鳴法(ESR)を用いた調べた。得られたスペクトルはC-C軸を中心とした1軸異方性を持つにもかかわらず、その分解能はこれまでの最高であったFessendenらによる液相中の等方的スペクトルのそれをも数倍上回る。その高分解能によりエチルラジカルのC-C軸に対しA',E'回転対称性をもつ2種類のESR信号の分裂を観測することに成功し、またその信号強度比の温度依存性から分子内トンネル回転によるエネルギー分解幅5.8Kが求まった。この値はガス相中のそれに非常に近いことから、マトリックス中であるにもかかわらず分裂幅は結晶中の束縛ポテンシャルによるものではなく、エチルラジカルの内部回転に対するポテンシャル、及びトンネリングを反映したものであることがわかった。
熊田 高之; 野田 知克*; 熊谷 純*; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎
Journal of Chemical Physics, 111(24), p.10974 - 10978, 1999/12
被引用回数:10 パーセンタイル:30.74(Chemistry, Physical)固体HD及びD中におけるH及びD原子の捕捉サイトを電子スピンエコー法を用いて調べた。解析の結果、すべてのH及びD原子は置換型サイトに捕捉されること、またH原子周囲のHD及びD
分子は0.15
程度外側に押し出されていることを見いだした。置換型サイトに捕捉されるのは水素原子-分子間の相互作用と水素分子間の相互作用がほぼ等しく、最初に挿入型サイトに捕捉された水素原子もゼロ点運動によって容易に平衡距離に緩和するためと考えられる。H原子の周囲のHD及びD
分子が押し出されるのはそのゼロ点運動の振幅がH原子の場合特に大きいためであると考えられる。これらの捕捉サイトに関する実験結果は、固体水素中におけるトンネル反応D+DH
D
+Hにおいて実験的に観察した気相論で説明できない反応速度定数の温度依存性が、固体HD中におけるH原子周囲ひずみによって引き起こされている可能性によることを示唆している。
熊田 高之; 北川 尚紀*; 森 昇治*; 熊谷 純*; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎*
Journal of Low Temperature Physics, 114(5-6), p.413 - 429, 1999/00
固体パラ水素中に生成したHアニオンは、固体水素の量子性を反映した非古典的減衰挙動を示す。本論文において、その減衰機構とそれに伴うH
アニオンの量子拡散挙動を解明した。実験の結果、減衰速度が(1)Hやカチオンの濃度ではなくHDのそれに比例する、(2)添加したNeの量にも比例する、(3)3K以下では温度とともに正比例的に増加、3-5Kにおいては逆に減少、5K以上では指数関数的に増加することを新たに見いだした。これらはそれぞれ、(1)H
の減衰がカチオンとの中和やH原子への電子移行反応:H
+H
H
+H
ではなく、HDとの反応によること、(2)拡散種はHDではなくH
であること、(3)3K以下、3-5Kの結果はそれぞれ、one-phonon relaxation,two-phonon assistを伴った量子拡散過程によりH
が固体中を拡散していることを示している。特に3-5Kの温度依存性の逆転は、Meyerovich等が提唱するBiased Diffusionによるものであると思われる。
熊田 高之; 森 昇治*; 熊谷 純*; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎*
Journal of Physical Chemistry A, 103(45), p.8966 - 8968, 1999/00
被引用回数:13 パーセンタイル:38.51(Chemistry, Physical)固体パラ水素(p-H)中に捕捉されたラジカル種のESRスペクトルは、マトリックス中の核スピンによる局所的な磁気摂動がないために、高感度、高分解能で測定される。われわれはこのような特徴を生かして、
線照射した固体para-H
-D
(HD)混合系中に、高感度、高分解能のエレクトロンバブルのESRスペクトルを得ることに成功した。このエレクトロンバブルは、para-H
中のD
(HD)の濃度が大きいほど多くの収量が得られ、逆にこれらの同位体不純物を含まない純粋なpara-H
中では観測されない。以上のことから、エレクトロンバブルは固体中のD
(HD)が作るひずみにトラップされていると考えられる。また、減衰速度が温度にほとんど依存しないことから、量子力学的トンネリングにより拡散、消滅していることが示唆される。
熊田 高之; 北川 尚紀*; 野田 知克*; 熊谷 純*; 荒殿 保幸; 宮崎 哲郎*
Chemical Physics Letters, 288(5-6), p.755 - 759, 1998/00
被引用回数:28 パーセンタイル:65.23(Chemistry, Physical)固体水素中におけるH原子の捕捉の研究は、固体水素の量子固体としての物性を研究する上のみならず、固相中における原子引き抜きトンネル反応:H+H
H+H
を理解する上でも大変興味深い。今回、我々は新たにENDOR(電子、核二重共鳴)法を用い、
線照射した4.2K固体水素中に生成したH原子の捕捉状態を調べた。ENDORスペクトルの解析結果から、H原子は固体水素中の置換型サイトのみに存在すること、また、その最近接のオルソ水素分子はパラ水素に変換されることが確かめられた。前者はH-H
間の分子間力がH
-H
間のものと同等であること、後者は近接のオルソ水素がH原子の不対電子により禁制がやぶられパラ水素に変換されたことを示したものである。ENDOR法を用いることでこのように固体水素中の微視的情報が直接的に得られた。
荒 弘重*; 福光 健二*; 飯塚 友之助*; 石井 卓*; 泉谷 泰志*; 今津 雅紀*; 櫨田 吉造*; 長谷川 誠*; 前田 政也*; 矢部 幸男*; et al.
PNC TJ199 84-04VOL1, 20 Pages, 1984/03
地層処分場の処分ピットの間隔は小さいことが経済性や施設規模の面から望ましいが,固化体は発熱体なので許容上限岩盤温度に見合う間隔を設けなければならない。冷却貯蔵期間・埋設密度・岩盤熱物性が異なる場合について軸対象熱伝導解析と3次元熱伝導解析を行なって,許容上限岩盤温度を100とした場合の処分ピット間隔を次のように得た。・固化後30年貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔8
4m・固化後100年以上貯蔵した後に埋設する場合:ピット間隔2mさらに,施設のスケールファクター(1万本,2万本,4万本),岩盤の種類(硬岩,軟岩),冷却貯蔵期間(30年,100年,500年)を変えた中から6案の処分しせつ設計し,コストを概算した結果,固体化1本当りの処分コストは3600万本/本(貯蔵期間100年以上,硬岩の場合)から8000万円/本(貯蔵期間30年以上,軟岩の場合)と推定された。また,岩盤内空洞の地震時の被災例,観測例および安定性に対する解析的研究例について文献調査した結果,良好な岩盤に堀削した空洞の耐震性の高さが明らかとなった。なお,昭和55年
58年度の研究開発成果について総括し,報告書は2分冊に分けて作成した。
石井 賢司; 筒井 健二*; 遠山 貴己*; 水木 純一郎; 遠藤 康夫; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; 小池 洋二*; 熊谷 健一*
no journal, ,
(La,Sr,Ca)Cu
O
は銅酸化物高温超伝導体との関連で注目されている物質である。ほとんどの銅酸化物超伝導体の共通ユニットであるCuO
面を持たないにもかかわらず、Sr
Ca
Cu
O
は高圧下で超伝導体となる。銅の
吸収端で行った(La,Sr,Ca)
Cu
O
の共鳴非弾性X線散乱の結果について報告する。モットギャップを越えるバンド間励起とギャップ内に現れるバンド内励起の運動量依存性がホール濃度に対してどのように変化するかに注目する。得られた実験結果は理論の予想とよく一致している。
熊田 高之; 熊谷 純*; 牛田 考洋*; 清水 裕太*
no journal, ,
放射線照射した固体水素及びパラ水素の電子スピン共鳴実験を行い、水素イオンラジカルHの信号観測に成功した。H
は固体水素中をH
+H
H
+H
反応の繰り返しにより拡散し、同位体交換反応H
+HD
H
D
+H
、又はH
+D
H
D
+ H
を持ってその拡散は終結する。生成物の同位体置換体は捕捉電子との対再結合により消滅することがわかった。
吉田 雅洋; 石井 賢司; Jarrige, I.; 池内 和彦*; 村上 洋一*; 水木 純一郎; 筒井 健二; 遠山 貴己*; 前川 禎通*; 工藤 一貴*; et al.
no journal, ,
二本足梯子格子系銅酸化物SrCa
Cu
O
は、x
9において高圧下で超伝導を示す。この物質の常圧基底状態として、共鳴軟X線回折実験から、母物質(x=0)と超伝導を示す組成(x
11)でそれぞれ5倍, 3倍周期の静的な電荷秩序が報告されている。一方、マイクロ波伝導度の測定からは、x
9での基底状態がCDW状態であることが報告されている。2つの実験手法間で結果が完全に一致はしておらず、またx=0とx
11での静的な電荷秩序の性質が同じであるかという点もまだ明らかになっていない。共鳴非弾性X線散乱(Resonant Inelastic X-ray Scattering: RIXS)は、一般的に入射X線により内殻電子を共鳴励起させ、その励起状態が緩和する過程で放出するX線を分光する手法で、励起の運動量変化を含めて直接電子状態を観測することができる。最近、遷移金属のK吸収端を用いたRIXSからストライプ型電荷秩序に関連した電荷励起が、約1eV付近のバンド内励起(ドープされたホールのZhang-Riceバンド内でのダイナミクスに対応)で観測されたが、二本足梯子格子系でも同様に、電荷秩序と関連した電荷励起が観測できることが期待される。そこで本研究では、Sr
Ca
Cu
O
の常圧基底状態に新しい知見を得ることを目的として、RIXSによる電荷秩序と関連する電荷励起の観測を試みた。これまでにx=0, 6の組成に関する結果を示してきたが、本講演では新たに測定したx=3, 9, 11.5での結果を加えて報告する。
熊谷 友多; 越坂 亜希子*; 五十木 理子; 岡 壽崇; 熊谷 純*; 北辻 章浩
no journal, ,
水分を含む放射性廃棄物では、水の放射線分解が起きるため水素が発生する。その水素発生量は、液体の水の水素G値と含水量から予想される量とは大きく異なることが珍しくない。二酸化ウランは水素発生量に影響を与える固体として報告されており、また核燃料として重要な物質でもある。そこで、我々は酸化状態の異なる核種のウラン酸化物および水酸化物の照射実験を行い、放射線分解による水素の発生量を調べた。その結果、余剰の水を加えない条件では、ウラニル水酸化物が他の酸化物試料よりも多量の水素を発生させた。水酸化物は水素の発生源となるOH基を持つため、これは妥当な結果である。一方で、含水条件(5wt.%の水を添加)では、二酸化ウランの照射による水素発生量が最も多く、三酸化八ウランや三酸化ウランのように固体中のウランの酸化状態が高くなるにつれて、水素の発生量が減少する結果となった。この結果から固体表面のウランの酸化還元が水素発生量に強く影響することが明らかになった。