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論文

Elucidation of solid particle interfacial phenomena in liquid sodium; Magnetic interactions on liquid metal and solid atoms at the solid interface

Tei, C.; 大高雅彦; 桑原大介*

Chemical Physics Letters, 829, p.140755_1 - 140755_6, 2023/10

https://doi.org/10.1016/j.cplett.2023.140755

被引用回数：1 パーセンタイル：15.33(Chemistry, Physical)

固体金属粒子の界面に付着した液体ナトリウムの核磁気共鳴(NMR)信号を初めて検出することに成功した。本研究では、液体ナトリウムと液体ナトリウム中に浮遊する金属粒子との相互作用の違いによる緩和時間の違いを確認した。その結果、微小チタン粒子表面と液体金属ナトリウムは化学的ではなく物理的に相互作用していることが明らかとなった。

論文

Experimental analysis on dynamics of liquid molecules adjacent to particles in nanofluids

橋本俊輔*; 中島健次; 菊地龍弥*; 蒲沢和也*; 柴田薫; 山田武*

Journal of Molecular Liquids, 342, p.117580_1 - 117580_8, 2021/11

https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.117580

被引用回数：4 パーセンタイル：25.25(Chemistry, Physical)

エチレングリコール水溶液中に二酸化ケイ素(SiO $_{2}$ )ナノ粒子を分散したナノ流体の準弾性中性子散乱測定(QENS)およびパルス磁場勾配核磁気共鳴分析(PFGNMR)を行った。研究目的は、このナノ流体の熱伝導率が理論値を超えて増加するメカニズムを解明することだった。得られた実験結果は、SiO $_{2}$ ナノ粒子の周りの液体分子の運動が非常に制限されているため、SiO $_{2}$ ナノ粒子の添加により、エチレングリコール水溶液中の液体分子の自己拡散係数が低下していることを示す。そして温度一定の条件で、SiO $_{2}$ ナノ流体中で、液体分子の自己拡散係数が減少するにつれて、熱伝導率が増加した。

論文

NMR chemical shifts of $^{15}$ N-bearing graphene

Wang, X.*; Hou, Z.*; 池田隆司; 寺倉清之*

Journal of Physical Chemistry C, 118(25), p.13929 - 13935, 2014/06

https://doi.org/10.1021/jp502190y

被引用回数：11 パーセンタイル：33.92(Chemistry, Physical)

グラフェンの端と欠陥での可能な窒素含有部のNMR化学シフトを第一原理計算により調べた。我々の計算結果はピリジン様窒素とグラファイト様窒素が $^{15}$ N NMRにより容易に同定できることを示しており、これは実験と一致している。一方、ピリジニウム様窒素とピロール様窒素を識別することはこれらの $^{15}$ N核のNMRシグナルが重なるために困難である。しかしながら、我々はシミュレーションから $^{1}$ H NMRがこれらを区別するのに有用であることを示した。すなわちピリジニウム様窒素とピロール様窒素に直接結合している $^{1}$ HのNMR化学シフトは0.8と10.8ppmと見積もられた。我々が考慮した様々な端部の $^{15}$ N NMRシグナルはピリジン様窒素を除き欠陥でのものとほぼ同じであった。一方、アームチェアー端と欠陥サイトでのピリジン様窒素はその凝集の程度により敏感に $^{15}$ N NMRの化学シフトが変化することがわかった。

論文

Precision hfs of $^{126}$ Cs( $_{1/2}$ = 1.63 m) by ABMR

Pinard, J.*; Duong, H. T.*; Marescaux, D.*; Stroke, H. H.*; Redi, O.*; Gustafsson, M.*; Nilsson, T.*; Matsuki, S.*; 岸本泰明*; Kominato, K.*; et al.

Nuclear Physics A, 753(1-2), p.3 - 12, 2005/05

https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2005.01.036

被引用回数：4 パーセンタイル：35.48(Physics, Nuclear)

磁場が原子核内で有限な分布を持つと超微細構造異常(ボーアワイスコップ効果)が生じる。この効果を系統的に調べるためには、超微細構造定数と核磁気モーメントを系統的に高い精度で求める必要がある。本研究では、不安定核の超微細構造定数の精密測定のために、オンライン-レーザー光ポンピング原子線磁気共鳴装置を開発し、 $^{126}$ Cs( $_{1/2}=1.63$ m)の基底状態6sS $_{1/2}$ の超微細分岐を求めた。その結果、MHzを得た。

論文

偏極不安定核ビームの生成

大坪隆*; 大矢進*; 後藤淳*; 出淵善智*; 武藤豪*; 長明彦; 小泉光生; 関根俊明

JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.206 - 207, 1999/10

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-99-025.pdf

偏極した不安定核はそれ自身の電磁気モーメントの決定のみならず、物質中の不純物効果の研究等に有用である。本研究では、微小角度で入射した不安定核のイオンが表面との相互作用により偏極させ、核磁気共鳴法により偏極度を求める方法を試みている。TIARAオンライン同位体分離器で $^{36}$ Ar+Mo反応で生成する $^{124}$ Cs(半減期31秒)の偏極をこれまで行ってきたが、より大きな偏極度を得るべく今回は $^{12}$ C+ $^{12}$ C反応で生成する $^{21}$ Na(22秒)について試みた。得られた偏極度は(0.320.23)%に止まり、 $^{124}$ Csの偏極度(0.230.13)%より大きな値は得られなかった。原因は検討中である。

論文

Polarized beam of unstable nuclei via ion beam surface interaction at grazing incidence

大坪隆*; 大矢進*; 堀一隆*; 木村浩之*; 谷内田聡*; 後藤淳*; 出淵崇志*; 武藤豪*; 長明彦; 小泉光生; et al.

Hyperfine Interactions, 120-121(1-4), p.695 - 699, 1999/00

偏極した不安定核ビームは電磁気モーメントの観測による原子核構造研究のみならず、物質中の稀薄な不純物の効果などの研究に有用である。この目的の不安定核ビームの生成法として微小角度入射したイオンビームの表面相互作用法を研究した。TIARAのオンライン同位体分離器を用いて $^{36}$ ArビームとMoターゲットとの反応で生成した $^{124}$ Cs(半減期:31秒)の一価イオンを60keVに加速し、Si結晶表面と相互作用させてから、KBr結晶に注入した。線を検出する核磁気共鳴法により、0.220.13%という偏極度を得た。安定な軽い核で得られている偏極度に比べて小さい原因として、イオンの速度が影響していると考えられる。

論文

Nuclear spin relaxation in molten LiBeF $_{3}$

大野英雄; 松尾徹*

Journal of Nuclear Science and Technology, 27(1), p.45 - 48, 1990/01

https://doi.org/10.3327/jnst.27.45

LiF-BeF $_{2}$ 系(Flibe)溶融塩は原子力分野でも有用な物質と考えられているが、本稿では溶融LiBeFe $_{3}$ 中のフッ素の挙動を核磁気共鳴法により解析した。LiBeF $_{3}$ の溶融状態における $^{19}$ Fの核スピン格子緩和時間(T $_{1}$ )の温度依存性を測定した結果、約813KにT $_{1}$ の極少が現われた。これは[BeF $_{4}$ ]錯イオンからフッ素イオンが離脱し、液中を拡散する機構によって説明される。フッ素の平均跳躍時間は(s)=1.910 $^{-15}$ exp(1.04(ev)/kT)であった。融点直上の低温領域では、別の機構、すなわち、[BeF $_{4}$ ]錯イオンの回転による $^{19}$ Fの緩和が支配的であり、この領域での活性化エネルギーは、融体の粘性係数の活性化エネルギーに近い値をもつ。

論文

Electrical conductivity of a sintered pellet of octalithium zirconate

大野英雄; 小西哲之; 長崎正雅; 倉沢利昌; 勝田博司; 渡辺斉; 松尾徹*

Journal of Nuclear Materials, 132, p.222 - 230, 1985/00

https://doi.org/10.1016/0022-3115(85)90367-8

被引用回数：18 パーセンタイル：86.84(Materials Science, Multidisciplinary)

核融合用ブランケット材料の候補材料であるLi $_{8}$ ZrO $_{6}$ 焼結体の電気伝導度測定を行い、リチウムイオンの拡散機構の解明につとめた。水分濃度の極めて低い不活性ガス中においてLi $_{8}$ ZrO $_{6}$ は安定であり、3つの拡散領域が存在し活性化エネルギーはそれぞれ103.2,52.1および37.4kJ/molであった。これらの活性化エネルギーは、核磁気共鳴法による格子-スピン緩和時間(T $_{1}$ )の測定から求めた活性化エネルギーと良い一致を示した。水分濃度の高い高温状態においてLi $_{8}$ ZrO $_{6}$ は分解し、Li $_{4}$ ZrO $_{4}$ 化合物となることが判明した。

論文

溶融LiBeF $_{3}$ におけるフッ素の核磁気緩和

松尾徹*; 大野英雄

日本化学会誌, 1985, p.1851 - 1853, 1985/00

LiBeF $_{3}$ の液相において、 $^{7}$ Liと $^{1}$ $^{9}$ Fのパルス法による核スピン-格子緩和時間(T $_{1}$ )の測定を行った。T $_{1}$ の温度依存性測定の結果、約540 $^{circ}$ CにT $_{1}$ の極少が現れる。T $_{1}$ のこの振舞は〔BeF $_{4}$ 〕錯イオンからフッ素元素が離脱し、液中を拡散する機構によって説明される。

報告書

Diffusion Phenomena of Fluorine and Cations in Molten Li $_{2}$ BeF $_{4}$ ,LiBeF $_{3}$ and NaBeF $_{3}$

大野英雄

JAERI-M 84-060, 32 Pages, 1984/03

JAERI-M-84-060.pdf:0.69MB

本報告は過去10年近くにわたり行ってきた、溶融Li $_{2}$ BeF $_{4}$ 、LiBeF $_{3}$ およびNaBeF $_{3}$ 中のフッ素ならびにカチオンの自己拡散現象について総合的にまとめたものである。これら溶融塩中におけるカチオンの自己拡散係数は、活性化エネルギーも小さく、典型的なアルカリハライド液体と同様な挙動を示す。一方、これら溶融塩中のフッ素の挙動は、活性化エネルギーも大きく、高温で大きな自己拡散係数をもち、溶融アルカリ土類珪酸塩中の酸素と同様な挙動を示す。核磁気共鳴の解析結果と合わせ考えると、跳躍拡散模型(一つの錯イオンからフッ素が解離し、液中を拡散して、h化の錯イオンのF空孔にとらえられる)が、この異常なフッ素の自己拡散現象を説明し得る最も可能性の高い模型のように思われる。

論文

Electrical conductivity of polycrystalline Li $_{2}$ SiO $_{3}$ and -LiAlO $_{2}$

大野英雄; 小西哲之

J.Am.Ceram.Soc., 67(6), p.418 - 419, 1984/00

https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1984.tb19727.x

被引用回数：32 パーセンタイル：84.88(Materials Science, Ceramics)

最近リチウムを含む酸化物あるいは窒化物系化合物は、リチウムイオン導電性の良い電解質材料として注目を集めており、常温作動の可能な固体リチウム電池あるいは、リチウム同位体分離、回収などへの応用を考えた研究が始められている。本論文では、耐水性の比較的良いLi $_{2}$ SiO $_{3}$ および-LiAlO $_{2}$ について交流二端子法を用い、そのイオン伝導度を1000 $^{circ}$ Cまで測定した。いづれにおいても、固有欠陥領域と不純物欠陥領域が観測され、不純物欠陥領域でのリチウムイオンの拡散に伴う活性化エネルギーは、核磁気共鳴法による格子-スピン緩和時間(T $_{1}$ )の測定から求めた活性化エネルギーと良い一致を示した。

論文

Nuclear magnetic resonance investigations of lithium diffusion in Li $_{2}$ O, Li $_{2}$ SiO $_{3}$ and LiAlO $_{2}$

松尾徹*; 大野英雄; 野田健治; 小西哲之; 吉田浩; 渡辺斉

J.Chem.Soc.,Faraday Trans.,I, 79, p.1205 - 1216, 1983/00

Li $_{2}$ O、Li $_{2}$ SiO $_{3}$ およびLiAlO $_{2}$ からのトリチウム放出挙動の解明は、核融合炉ブランケット材の重要な研究項目の一つであり、数多くの報告がなされている。一方、これらのリチウム酸化物はリチウムイオンの良い導電体として優れた機能をも持っている。本稿では、これらの物質におけるリチウムの微視的挙動をパルス法による核スピン-格子緩和時間(T $_{1}$ )の測定を行い、解明したものである。中性子照射により生ずるトリチウムの拡散機構を解明する上で、貴重な情報が得られた。

報告書

Li $_{2}$ O,Li $_{2}$ SiO $_{3}$ およびLiAlO $_{2}$ 中におけるリチウムの動きとトリチウム(水素)挙動との関連

大野英雄; 小西哲之; 野田健治; 竹下英文; 勝田博司; 吉田浩; 渡辺斉; 松尾徹*

JAERI-M 82-146, 33 Pages, 1982/10

JAERI-M-82-146.pdf:1.18MB

Li $_{2}$ O,Li $_{2}$ SiO $_{3}$ およひLiAlO $_{2}$ における核磁気共鳴ならびにイオン電導度の解析から、これら酸化物セラミックス中でのトリチウム(水素)挙動はLi $^{+}$ イオンの拡散と密接な関係があることが明らかとなった。Li $_{2}$ Oにおいて500 $^{circ}$ C以上の高温領域で得られたT,D,Hの拡散係数の活性化エネルギー(0.4eV)は、不純物欠陥領域での電導度の活性化エネルギー(10.4~0.5eV)および核磁気共鳴における拡散するLi $^{+}$ イオンに伴う双極子緩和の活性化エネルギー(~0.4eV)と良い一致を示した。また、450 $^{circ}$ C以下におけるLi $_{2}$ O中でのトリチウムの拡散係数は電導度と類似した温度変化を示す。Li $_{2}$ SiO $_{3}$ ならびにLiAlO $_{2}$ においてもLi $_{2}$ Oと同様な結果か得られた。Li $_{2}$ O中の不純物欠陥領域-固有欠陥領域の転移温度は不純物量が多いはど高温側へ移る。

論文

Li $_{2}$ BeF $_{4}$ の核磁気緩和

松尾徹*; 鈴木秀次*; 大野英雄; 古川和男

日本化学会誌, 6, p.892 - 899, 1982/00

Li $_{2}$ BeF $_{4}$ の固相および液相において、 $^{7}$ Liと $^{1}$ $^{9}$ Fのパルス法による核スピン-格子緩和時間Tiの測定、また、磁場掃引法により共鳴吸収波形の測定を行なった。固相における $^{7}$ Liについては、拡散の活性化エネルギーはE=12.8kcal/molとなり、 $^{1}$ $^{9}$ Fについては〔BeF $_{4}$ 〕 $^{2}$ $^{-}$ 錯イオンの回転の活性化が起こり、E=28.4kcal/molが得られた。液相においては、 $^{1}$ $^{9}$ FのTiの振舞いにはTi極少が表われる。これは〔BeF $_{4}$ 〕 $^{2}$ $^{-}$ 錯イオンからFが相互交換または熱活性化により離脱することが主な原因であろう。その離脱頻度はほぼ1/2=210 $^{1}$ $^{5}$ exp(-27/RT)である。融点直下の固相および液相における $^{1}$ $^{9}$ Fの吸収線幅はほぼ同一である。これは液相において〔BeF $_{4}$ 〕 $^{2}$ $^{-}$ 錯イオンは分解せず、完全に3次元的な自由回転が起きていないことを示している。