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荒川 政彦*; 保井 みなみ
Physics and Chemistry of Ice 2010, p.339 - 344, 2011/05
氷の衝突実験を行い、衝突によって形成されたクレーターの温度を赤外ビデオカメラを用いて測定した。クレーターの温度は衝突直後に極大を示して、その後は時間とともに徐々に低下した。この減少時間はクレーターの大きさに依存している。種々の実験により、衝突体の運動エネルギーの10%程度がクレーターの温度上昇に変換されたことを明らかにした。
嶌生 有理*; 荒川 政彦*; 保井 みなみ
Physics and Chemistry of Ice 2010, p.379 - 386, 2011/05
強度と破砕速度における焼結の影響を調べるために焼結雪玉の衝突実験を行った。40%の多孔体を持つ氷と雪の衝突を研究した。焼結の持続時間を1時間から1か月まで調査し、種々の条件の強度について0.2のべき乗の関係が存在することを発見した。
保井 みなみ; 荒川 政彦*
Physics and Chemistry of Ice 2010, p.387 - 395, 2011/05
流動則を理解することを目的として氷とシリカの混合体の圧力ひずみ実験を行った。混合体はシリカの体積の増加に伴って柔らかくなることを発見した。べき乗係数
と活性化エネルギー
がシリカの体積にのみ依存していることを見いだした。
深澤 裕; 荒川 雅*; 鍵 裕之; 山内 宏樹; Chakoumakos, B. C.*; Fernandez-Baca, J. A.*
Physics and Chemistry of Ice 2010, p.421 - 428, 2011/03
宇宙に存在する氷が強誘電体として存在するか否かは、その強い電気的な引力が宇宙での物質進化や水素結合にとって重要な要素であることから、大きな関心が寄せられている。われわれは、中性子回折と中性子散乱の実験から、カリウム,ナトリウム,リチウムといった不純物を混入させて秩序化の触媒として機能させた試料を育成し、その構造と物性を研究した。時間分割の回折実験は、水素秩序配置を有する強誘電性の氷XIが核生成し、約5日間、時間の経過に伴って成長することを示した。不純物を含有させた氷のうち、一度XIに変化した経験のある試料がそうではない試料に比べてより強い強誘電性を有することを見いだした。高圧下で強誘電性氷が存在することや、加圧下のアモルファス氷から強誘電性氷が発生することも示した。
荒川 雅*; 鍵 裕之; Fernandez-Baca, J. A.*; Chakoumakos, B. C.*; 深澤 裕
Physics and Chemistry of Ice 2010, p.329 - 338, 2011/03
KOD, NaOD, LiOD, Ca(OD)
及びND
を含有させた氷の中性子回折を測定した。KOD及びNaODを含有させた氷試料においては、通常の氷(Ih)の水素秩序相である氷XIの存在が確認された。一方で、Ca(OD)及びNDを含有させた氷試料では氷XIが発生しなかった。すべての試料に対してリートベルド解析を用いて試料中の氷XIの質量比(
)を求めた。一度氷XIに変化した経験のある試料は、経験したことのない試料よりも高いの値を有することがわかった。この結果は、微小な水素秩序領域が氷XIとIhの転移温度以上で存在することが示唆している。また、に対する含有物の種類と量の影響を分析したところ、低濃度の場合に高いの値を示すことも明らかになった。以上の結果は、太陽系などに存在する氷の天体に大量の水XIが存在していることを示している。さらに、この論文では微小な水素秩序領域と原始太陽系における氷粒子の進化について考察した。
菊地 龍弥; 松本 正和*; 山室 修*
no journal, ,
ガスハイドレートの結晶化機構を困難にしている最も大きな理由は、ガスハイドレートを形成するガス分子は常圧では水にほとんど溶解しないことである。この問題を解決するため、気体高圧装置を用い高濃度ガス水溶液(最大2mol%程度)を作成した。作成した水溶液の中性子準弾性散乱をin-situで測定し、そのダイナミクスの変化を調べた。測定には、JRR-3(JAEA,東海村)に設置された分光器を使用した。高圧ガスは、アルゴン,キセノン,窒素,二酸化炭素を使用した。測定は、0.1MPaから100MPa, 90
Cから-10Cまでの範囲で行った。測定により得られた準弾性散乱スペクトル
を跳躍拡散運動(並進運動)と回転運動のモデルを使用し解析した。すべての試料においてガスの溶解により水の拡散係数が減少し、ハイドレート生成温度
以下では温度低下とともに減少幅が大きくなることがわかった。この実験結果は、MDシミュレーションでよく再現でき、以下ではガス分子同士が近づくことにより周りの水分子の拡散係数が減少することがわかった。