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論文

Approach to the low temperature state oriented for crystalline beam

野田 章*; 中尾 政夫*; 想田 光*; 頓宮 拓*; 神保 光一*; 岡本 宏巳*; 大崎 一哉*; 百合 庸介; Meshkov, I.*; Smirnov, A.*; et al.

Proceedings of 23rd Russian Particle Accelerator Conference (RuPAC 2012) (Internet), p.48 - 52, 2012/09

Various approaches to attaining low-temperature beams have been continued in the cooler storage ring S-LSR at Kyoto University. One-dimensional ordering of electron-cooled 7-MeV protons was realized with an abrupt longitudinal temperature jump from 2 K to 0.3 K at a particle number of around 2000. Laser cooling has been applied to 40-keV $$^{24}$$Mg$$^+$$ beams toward the realization of crystalline beams. For a coasting beam, the lowest longitudinal temperature of 3.6 K was attained at $$4 times 10^4$$ ions. The temperature was limited due to intra-beam scattering (IBS). On the other hand, the transverse temperature of the beam indirectly cooled through IBS was saturated at 500 K for $$2 times 10^7$$ ions. In order to cool the transverse direction further, synchro-betatron resonance coupling has been applied to a bunched Mg beam. The transverse temperature has been reduced to the order of $$10^1$$ K at the beam intensity of $$10^4$$ ions by the reduction of the beam intensity using a scraper.

論文

Role of cerium oxide in the enhancement of activity for the oxygen reduction reaction at Pt-CeO$$_{x}$$ nanocomposite electrocatalyst; An in situ electrochemical X-ray absorption fine structure study

増田 卓也*; 福満 仁志*; 府金 慶介*; 戸ヶ崎 寛孝*; 松村 大樹; 田村 和久; 西畑 保雄; 吉川 英樹*; 小林 啓介*; 森 利之*; et al.

Journal of Physical Chemistry C, 116(18), p.10098 - 10102, 2012/05

 被引用回数:125 パーセンタイル:93.69(Chemistry, Physical)

Pt-CeO$$_{x}$$/C触媒上での酸素還元反応におけるCeO$$_{x}$$の役割をXAFS法を用い調べた。その結果、CeO$$_{x}$$中のCe$$^{3+}$$がCe$$^{4+}$$になることによりPt酸化物生成が抑制されることがわかった。

論文

Actinide-handling experience for training and education of future expert under J-ACTINET

逢坂 正彦; 小無 健司*; 林 博和; Li, D.*; 本間 佳哉*; 山村 朝雄*; 佐藤 勇; 三輪 周平; 関本 俊*; 窪田 卓見*; et al.

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/12

将来アクチノイド研究・技術に従事することが期待される若手に向けたJ-ACTINET主催のサマースクールが成功裏に開催された。第1回のサマースクールは2009年8月茨城地区で開催され、2010年8月関西地区での開催が続いた。アクチノイド研究の入門コースとして、大学・大学院学生並びに若手研究者・エンジニアを対象として、実際のアクチノイド体験を主眼とした。3$$sim$$4日の短期間のスクールでアクチノイドの体験を行い、アクチノイドへの興味を引き出すために多くの努力が払われた。茨城地区でのサマースクールにおいてはアクチノイド取扱いの模擬体験が、また、関西地区でのサマースクールにおいては実際のアクチノイドを用いた実験が好評を博した。今後J-ACTINETサマースクールを毎年開催していく予定である。

論文

Study of neutron capture reactions using the 4$$pi$$ Ge spectrometer

原田 秀郎; 後神 進史*; 木村 敦; 太田 雅之*; 大島 真澄; 北谷 文人; 藤 暢輔; 古高 和禎; 金 政浩; 小泉 光生; et al.

Journal of the Korean Physical Society, 59(2), p.1547 - 1552, 2011/08

 被引用回数:9 パーセンタイル:52.65(Physics, Multidisciplinary)

中性子捕獲断面積の高精度化のために全立体角Geスペクトロメータを開発した。本装置は高い分解能を有しており、中性子捕獲反応断面積導出の他、共鳴ピークの同定、$$gamma$$線の強度分布決定やスピンパリティーの同定にも利用可能である。共鳴ピーク同定の例として$$^{rm nat}$$Agサンプルを用いた測定結果を報告する。また、$$gamma$$線の強度分布決定の例として$$^{238}$$Uサンプルを用いた測定結果を報告する。さらに、本スペクトロメータをJ-PARCの大強度パルス中性子源に設置し、数100eV領域まで測定した$$^{241}$$Amサンプルに対する中性子捕獲断面積の予備的解析結果を報告し、全立体角Geスペクトロメータが、中性子捕獲断面積研究及び核構造研究に強力な装置となることを議論する。

報告書

長寿命FPの中性子吸収断面積研究; 公募型研究に関する共同研究報告書

井頭 政之*; 大崎 敏郎*; 永井 泰樹*; 山名 元*; 藤井 俊行*; 高宮 幸一*; 原田 秀郎; 古高 和禎; 中村 詔司

JNC TY8400 2005-009, 186 Pages, 2005/09

JNC-TY8400-2005-009.pdf:14.33MB

高速中性子捕獲反応を利用した長寿命核分裂生成物(LLFP)の核変換処理システムの研究開発には、LLFPの精度良い高速中性子捕獲断面積データが必要不可欠である。しかし、現在の核データ・ライブラリに格納されているLLFP高速中性子捕獲断面積の精度は悪い。そこで、LLFP核データ評価の基礎となる精度良い測定データが必要である。本研究では、米国オークリッジ国立研究所の電子線形加速器中性子減を用いて高速中性子領域で捕獲断面積測定を行い、$$^{99}$$Tcについては誤差5$$sim$$10%の最終結果を、93Zrについては誤差10%程度の暫定結果を得ることを最終目標とした。このために、(1)LLFP試料の分離精製と分析、(2)$$gamma$$線検出器の重み関数の高精度化、(3)LLFP試料中不純物同位体の高速中性子捕獲断面積測定、(4)$$^{99}$$Tcと$$^{93}$$Zrの高速中性子捕獲断面積測定、の研究項目を実施した。その結果、電子線形加速器の長期故障のため最終目標は達成できなかったが、それ以外の研究項目については十分な成果を得ることができた。特に、$$^{90,91,92,94}$$Zrの捕獲断面積と捕獲$$gamma$$線スペクトルの今回の結果は、核変換システム研究開発のための重要な核データとなった。

論文

Measurements of neutron-capture cross sections of radioactive nuclides through high-energy $$gamma$$-ray spectroscopic studies

古高 和禎; 原田 秀郎; 中村 詔司; 坂根 仁; 山名 元*; 藤井 俊行*; 山本 修二*; 堀 順一*; 井頭 政之*; 大崎 敏郎*; et al.

KURRI Progress Report 2004, P. 16, 2005/09

2004年度に、京都大学原子炉実験所で行った、高エネルギー$$gamma$$線分光法を用いた放射性核種の中性子捕獲断面積の測定に関する研究についてまとめた。即発$$gamma$$線測定による断面積測定法の開発,飛行時間法を用いた断面積のエネルギー依存性の測定、及びBGO検出器の全エネルギー検出器としての特性試験について記した。

論文

A Modified version of the analytical potential function for the global ab initio ground-state potential energy surface of the BrH$$_{2}$$ system

黒崎 譲; 高柳 敏幸*

Chemical Physics Letters, 406(1-3), p.121 - 125, 2005/04

BrH$$_{2}$$系の非経験的に計算された基底状態のグローバルなポテンシャルエネルギー面(PES)についての新しい解析的関数を構築した。これは、以前われわれが発表した1$$^{2}$$A' PES[Y. Kurosaki, T. Takayanagi, J. Chem. Phys. 119 (2003) 7383]の修正版である。反応H+HBr$$rightarrow$$H$$_{2}$$+Brとその同位体置換した反応の速度定数を、新しい1$$^{2}$$A' PESを用いて計算したところ実測値をよく再現した。これはフィットした関数の反応障壁の値1.53kcal mol$$^{-1}$$が真の値に非常に近いことを強く示唆している。

論文

Global ${it ab initio}$ potential energy surfaces for the lowest three doublet states (1$$^{2}$$A', 2$$^{2}$$A', and 1$$^{2}$$A") of the BrH$$_{2}$$ system

黒崎 譲; 高柳 敏幸

Journal of Chemical Physics, 119(15), p.7838 - 7856, 2003/10

 被引用回数:26 パーセンタイル:62.97(Chemistry, Physical)

BrH$$_{2}$$系の三つの最低二重項状態(1$$^{2}$$A', 2$$^{2}$$A', 1$$^{2}$$A") についての断熱ポテンシャルエネルギー面を、Breit-Pauliハミルトニアンに基づくスピン-軌道相互作用による補正を加えてMRCI/aug-cc-pVTZ法により計算し、得られた断熱エネルギーを解析的な多体関数にフィットした。基底状態のポテンシャル面上での水素引抜き及び水素交換の反応障壁は、MRCI+Q/aug-cc-pVTZレベルでそれぞれ1.28 and 11.71 kcal mol$$^{-1}$$と計算された。ポテンシャル面のフィットの精度は0.1 kcal mol$$^{-1}$$以内であった。フィットした基底状態のポテンシャル面を用いて、水素引抜き及び水素交換並びに同位体置換した反応の反応速度定数を、変分的遷移状態理論に基づくICVT/LAG法により計算した。その結果、水素引抜きについては実験との一致はおおむね良好であったが、水素交換については計算値は実験値を大幅に下回った。この不一致は、実験データの不足が主な原因と考えられる。

論文

Ab initio molecular orbital study of the O($$^{1}$$D) insertion into the C-C bond in cyclopropane and ethane

黒崎 譲; 高柳 敏幸

Chemical Physics Letters, 355(5-6), p.424 - 430, 2002/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:8.50(Chemistry, Physical)

シクロプロパンのC-C結合に対するO($$^{1}$$D)挿入反応の入り口付近における5つの最低一重項ポテンシャルエネルギー面を、CASPT2/cc-pVDZレベルで計算した。その結果、5枚のポテンシャル面の内の最も下にあるものは、入り口付近で引力的であるのに対し、他の4枚は斥力的であることが予測された。比較のため、エタンについて同様の計算を行った結果、5枚のポテンシャル面は入り口付近ですべて斥力的であることが予測された。これらの計算結果は、O($$^{1}$$D)とアルカン分子の反応についての最近の実験結果と矛盾しない。

論文

Re-evaluation of the phase relationship between plutonium and zirconium dioxides

芹澤 弘幸; 中島 邦久; 荒井 康夫; 山下 利之; 蔵本 賢一; 木下 肇*; 山中 伸介*; 宇埜 正美*; 黒崎 建*

Progress in Nuclear Energy, 38(3-4), p.237 - 240, 2001/02

 被引用回数:5 パーセンタイル:38.49(Nuclear Science & Technology)

高温X線回折法によって、ZrO$$_{2}$$-PuO$$_{2}$$系固溶体の高温相を組成領域3.1~11.2mol%PuO$$_{2}$$、温度領域1000~1200$$^{circ}C$$において調べ、同系の状態図を提案した。今回調べた組成範囲では、すべての試料が同様高温挙動を示した。1000$$^{circ}C$$では、単斜晶と立方晶の2相であった。1100$$^{circ}C$$では、これらの2相加えて正方晶が検出された。1200$$^{circ}C$$では、低温相である単斜晶が消失し、再び2相共存状態であることが判明した。さらに詳細な測定を行った結果、低温相の消失温度は組成に依存せず、約1190$$^{circ}C$$であることが明らかにされた。この結果は、ZrO$$_{2}$$-PuO$$_{2}$$系状態図に共折線が存在する可能性を示唆している。共折点の正確な組成については不明であるが、PuO$$_{2}$$含有量にして、3.1mol%以下であることがわかった。

論文

Quantum scattering calculations for the electronically nonadiabatic Br($$^{2}$$P$$_{1/2}$$)+H$$_{2}$$ $$rightarrow$$ HBr+H reaction

高柳 敏幸; 黒崎 譲

Journal of Chemical Physics, 113(17), p.7158 - 7164, 2000/11

 被引用回数:43 パーセンタイル:77.12(Chemistry, Physical)

スピン軌道相互作用による電子的非断熱遷移を伴う反応、Br($$^{2}$$P$$_{1/2}$$)+H$$_{2}$$ $$rightarrow$$ HBr+Hについて3次元量子反応性散乱計算を2つの計算方法を用いて行った。1つは超球座標を用いたclose-coupling法で、もう一方は、虚数の吸収ポテンシャルを用いた一般化R行列伝播法である。後者では反応側のJacobi座標を用いた。ポテンシャル曲面としてはTruhlarらによる(2$$times$$2)のdiabaticなポテンシャル曲面を用いた。いずれの方法でも数値的に十分収束した計算結果を得ることができた。また、得られた結果から電子的非断熱遷移が反応の入口でほとんど起こるが、その効率は小さいことがわかった。

論文

Production processes of H(D) atoms in the reactions of NO(A$$^{2}Sigma^{+}$$) with C$$_{2}$$H$$_{2}$$, C$$_{2}$$H$$_{4}$$, H$$_{2}$$O and their isotopic variants

梅本 宏信*; 寺田 直樹*; 田中 邦和*; 高柳 敏幸; 黒崎 譲; 横山 啓一

Chemical Physics, 259(1), p.39 - 47, 2000/09

 被引用回数:9 パーセンタイル:26.98(Chemistry, Physical)

NO分子の第一励起状態A$$^{2}Sigma^{+}$$とアセチレン,エチレン及び水との反応において、水素原子が直接生成することを初めて実験的に確認した。水素原子のドップラー分光の結果からアセチレンと水については1/4のエネルギーが並進運動に分配され、エチレンについては1/7であった。この結果は反応過程で極めて寿命の短い中間体が生成していることを示すものである。反応のメカニズムをさらに詳細に理解するため、ab initio分子軌道法によるポテンシャルエネルギー曲面の計算を行った。

論文

Ab initio calculations for the N($$^{2}$$D)+CH$$_{4}$$ reaction; Does the N($$^{2}$$D) atom really insert into CH bonds of alkane molecules?

高柳 敏幸; 黒崎 譲; 横山 啓一

International Journal of Quantum Chemistry, 79(3), p.190 - 197, 2000/09

 被引用回数:11 パーセンタイル:49.22(Chemistry, Physical)

最近、米国の量子化学研究者によってN($$^{2}$$D)原子がメタンのCH結合に挿入しないことが報告されたが、本論文はその研究結果に対する反論である。多配置ハートリーフォック計算、さらに大規模な配置間相互作用を考慮した計算によって、N($$^{2}$$D)原子がCH結合に挿入してCH$$_{3}$$NH($$^{2}$$A'')を生成することを改めて理論的に示した。さらに興味深いことに二重項第一励起状態のポテンシャル曲面上でも挿入反応が起こることを見いだした。この場合はCH$$_{3}$$NH($$^{2}$$A')分子が生成する。これらの結果は最近われわれが行ったN($$^{2}$$D)+H$$_{2}$$のポテンシャル曲面の結果とよく似ている。

論文

Theoretical study of kinetic isotope effects on rate constans for the H$$_{2}$$+C$$_{2}$$H$$rightarrow$$H+C$$_{2}$$H$$_{2}$$ reaction and its isotopic variants

黒崎 譲; 高柳 敏幸

Journal of Chemical Physics, 113(10), p.4060 - 4072, 2000/09

 被引用回数:22 パーセンタイル:55.34(Chemistry, Physical)

反応H$$_{2}$$+C$$_{2}$$H$$rightarrow$$H+C$$_{2}$$H$$_{2}$$(1)及びこれを同位体置換した反応、HD+C$$_{2}$$H$$rightarrow$$H+C$$_{2}$$HD(2), DH+C$$_{2}$$H$$rightarrow$$D+C$$_{2}$$H$$_{2}$$(3),D$$_{2}$$+C$$_{2}$$H$$rightarrow$$D+C$$_{2}$$HD(4),H$$_{2}$$+C$$_{2}$$D$$rightarrow$$H+C$$_{2}$$HD(5)の反応速度定数を、トンネル補正を加えた変分的遷移状態理論により計算した。その結果、これらの反応に見られる同位体効果はほとんど一次同位体効果によるもので、二次同位体効果及び反応経路(IRC)の曲率の効果は比較的小さいことが明らかとなった。このことは、分子軌道計算からも明らかなように、これらの反応のポテンシャルが「early」であることに起因すると思われる。また、反応1と2の反応速度定数の計算結果は、実験結果とかなり良い一致を示した。

論文

Ab initio molecular orbital study of potential energy surface for the H$$_{2}$$NO($$^{2}$$B$$_{1}$$)$$rightarrow$$NO($$^{2}$$$$Pi$$)+H$$_{2}$$ reaction

黒崎 譲*; 高柳 敏幸

Journal of Molecular Structure; THEOCHEM, 507(1-3), p.119 - 126, 2000/07

反応H$$_{2}$$NO(2$$^{B1}$$)$$rightarrow$$NO($$^{2}$$$$Pi$$)+H$$_{2}$$の機構について非経験的分子軌道法を用いて理論的に研究した。基底状態と第一励起状態のポテンシャル面を適当な2つの内部座標の関数として、FOCI/cc-PVTZレベルで計算した。その結果、H$$_{2}$$NO($$^{2}$$B$$_{1}$$)の分子面に垂直なCs面を保持した反応経路上に、conical intersectionが存在することが明らかとなった。同じ反応経路上には遷移状態が存在することも、既に明らかであったが、電子波動関数の対称性から、この遷移状態を経由する反応は対称禁制であることが予測されていた。しかし、今回の計算結果から、反応系はconical intersectionを回避する形で対称性をCsからC$$_{1}$$に落とすことにより禁制を解くということが明らかとなった。

論文

Cyanomethylene formation from the reaction of excited nitrogen atoms with acetylene; A Crossed beam and ab initio study

Balucani, N.*; Algia, M.*; Cartechini, L.*; Casavecchia, P.*; Volpi, G. G.*; 佐藤 圭*; 高柳 敏幸; 黒崎 譲*

Journal of the American Chemical Society, 122(18), p.4443 - 4450, 2000/05

 被引用回数:77 パーセンタイル:87.87(Chemistry, Multidisciplinary)

第一励起状態であるN($$^{2}$$D)原子のアセチレンとの反応について、公差分子線と高いレベルの分子軌道計算によって調べた。主たる反応メカニズムはN($$^{2}$$D)+C$$_{2}$$H$$_{2}$$$$rightarrow$$HCCN+Hであり、窒素と水素原子が交換する。この反応はタイタンの大気化学に非常に重要であることが予想される。これまで大気中のCHを含んだ化合物はほとんどイオン分子反応で生成すると考えられていたが、本研究は中性分子間の反応も重要であることを示す。

論文

Ab initio molecular orbital calcualtions of potential energy surfaces for the N($$^{4}$$S, $$^{2}$$D, $$^{2}$$P)+H$$_{2}$$ reactions

高柳 敏幸; 黒崎 譲; 横山 啓一

Chemical Physics Letters, 321(1-2), p.106 - 112, 2000/04

 被引用回数:24 パーセンタイル:58.23(Chemistry, Physical)

多配置参照配置間相互作用の方法を用いた分子軌道法によってN($$^{4}$$S, $$^{2}$$D, $$^{2}$$P)+H$$_{2}$$の反応のポテンシャルエネルギー曲面を計算した。特にC$$_{2v}$$とCoor配置の計算を重点的に行い、2次元のポテンルシャル面を詳細に作製した。その結果、N($$^{2}$$D)+H$$_{2}$$反応については5枚のポテンシャル面のうち、2枚が重要であることを明らかにした。またこれらのポテンシャル面が最低4重項のポテンシャルと交差し、N($$^{4}$$S)+H$$_{2}$$への非断熱遷移が起こりうることを見いだした。また計算結果に基づき、N($$^{2}$$P)+H$$_{2}$$の消光過程のメカニズムについて検討した。

論文

Three-dimensional quantum reactive scattering calculations for the nonadiabatic (D+H$$_{2}$$)$$^{+}$$ reaction system

高柳 敏幸; 黒崎 譲; 市原 晃

Journal of Chemical Physics, 112(6), p.2615 - 2622, 2000/02

 被引用回数:62 パーセンタイル:86.06(Chemistry, Physical)

非断熱遷移を伴う(D+H$$_{2}$$)$$^{+}$$イオン分子反応について3次元量子散乱計算を行った。超球座標を使った時間に依存しないclose-coupling法を用いた。ポテンシャルエネルギー曲面として(3$$times$$3)のDIMポテンシャルを使った。正確な量子論の計算結果を半古典的なトラジェクトリホッピングの結果と比較した。その結果Tullyによって提唱されている方法のほうが従来から使われているTully-Prestonの方法よりも量子論の結果をよく再現することがわかった。これはTully-Prestonの方法が、ポテンシャルの交差付近でのみの電子遷移しか考慮していないことが原因である。

論文

Theoretical calculations of the prereaction process of the H$$^{-}$$…HD van der Waals molecule

高柳 敏幸; 黒崎 譲

Physical Chemistry Chemical Physics, 2(4), p.665 - 670, 2000/02

 被引用回数:10 パーセンタイル:29.95(Chemistry, Physical)

赤外励起によって引き起こされるファン・デル・ワールス分子の前期反応過程、H$$^{-}$$…HD+h$$nu$$$$rightarrow$$H$$_{2}$$+D$$^{-}$$について反応性散乱理論を使った理論的研究を行った。正確な分子軌道計算をもとにして作製されたStarck-Meyerのポテンシャルエネルギー曲面を用いた。その結果H$$^{-}$$…HD($$nu$$=1)という共鳴状態を経ると、反応が5$$sim$$10%の確率で起こることが予想された。また回転励起に関する共鳴状態を経由した場合、ほとんど前期解離過程H$$^{-}$$…HD+h$$nu$$$$rightarrow$$H$$^{-}$$+HDが起こることがわかった。この結果はH$$_{3}^{-}$$ポテンシャル曲面においては回転非断熱遷移の確率が大きいことを意味している。

論文

Theoretical study of an isotope effect on rate constants for the CH$$_{3}$$+H$$_{2}$$$$rightarrow$$CH$$_{4}$$+H and CD$$_{3}$$+H$$_{2}$$$$rightarrow$$CD$$_{3}$$H+H reactions using variational transition state theory and the multidimensional semiclassical tunneling method

黒崎 譲*; 高柳 敏幸

Journal of Chemical Physics, 110(22), p.10830 - 10842, 1999/06

 被引用回数:20 パーセンタイル:53.03(Chemistry, Physical)

反応CH$$_{3}$$+H$$_{2}$$$$rightarrow$$CH$$_{4}$$+H(I)及びCD$$_{3}$$+H$$_{2}$$$$rightarrow$$CD$$_{3}$$H+H(II)の反応速度における同位体効果について、変分的遷移状態理論及び準古典的多次元トンネリング法を用いて理論的に考察した。まず、反応IとIIのポテンシャル面を量子化学的手法により計算した。次に、得られたポテンシャル面を用いて、多次元トンネリングを準古典的に考察した変分的遷移状態理論により反応速度定数を求めた。実験的には、5Kの固体パラ水素中で、反応IIの方が反応Iより反応速度が速いことが報告されている。ここでの計算の結果、理論的にも反応IIの方が反応Iよりも5Kで反応速度が速いことが予測され、実験結果を定性的に説明することができた。

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