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Enrichment of Magnetic Isotope by Using Magnetic Resonance

Research Project

Project/Area Number 16K14534
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Nuclear engineering
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

WAKASA Masanobu  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40202410)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords同位体濃縮 / スピン化学 / 磁場効果 / 磁気同位体濃縮 / マイクロ波効果 / 同位体比測定法 / 散逸生成物 / エレクトロスプレーイオン化飛行時間質量分析計 / 磁気同位体 / 磁気共鳴 / ラジカル / スピンダイナミクス / 同位体濃縮法 / 磁気的性質 / 共鳴パルスマイクロ波 / 磁場 / ナノ反応場 / 反応ダイナミクス
Outline of Final Research Achievements

Using the hydrogen abstraction reaction of triplet benzophenone in an Brij35 micellar solution, we succeeded in observation of large magnetic field effects (MFEs) on the product yield. In the case of irradiation microwave pulse, yields of the cage product was increased up to 121%. Enrichment of 13C was challenged to observe by ESI-TOF-MS. Small enrichment on 13C was found and such a small enrichment was explained by the relaxation mechanism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の同位体濃縮法(遠心分離,ガス拡散,蒸留など)の多くは,同位体の質量数の差によっている。本研究では同位体濃縮には一見関係ないと考えられる,同位体の磁気的性質の差に着目し,同位体濃縮に挑戦した。すなわち,これまでに例のない磁気共鳴を用い,(1)磁場中での共鳴パルスマイクロ波による選択的なスピン緩和と,(2)特異なナノ反応場による反応ダイナミクスの制御によって,13C, 29Si,および33Sなどの同位体濃縮の実現を目指した。この質量数の差によらない新しい原理に基づく同位体濃縮は,同位体濃縮法としての新しい展開が期待されるのみならず,重原子の同位体濃縮に新たな道を開く。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Exploring the Structure of an Exchange-Coupled Triplet Pair Generated by Singlet Fission in Crystalline Diphenylhexatriene: Anisotropic Magnetic Field Effects on Fluorescence in High Fields2018

    • Author(s)
      Kei Ishikawa, Tomoaki Yago, Masanobu Wakasa
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 122 Issue: 39 Pages: 22264-22272

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b06026

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Spin Exchange Model for Singlet Fission2018

    • Author(s)
      Tomoaki Yago and Masanobu Wakasa
    • Journal Title

      Chemical Physics Letters

      Volume: 695 Pages: 240-244

    • DOI

      10.1016/j.cplett.2018.02.025

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure and dynamics of triplet-exciton pairs generated from singlet fission studied via magnetic field effects2018

    • Author(s)
      Masanobu Wakasa, Tomoaki Yago, Yoriko Sonoda, and Ryuzi Katoh
    • Journal Title

      Communications Chemistry

      Volume: 1 Issue: 1 Pages: 9-9

    • DOI

      10.1038/s42004-018-0008-0

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Singlet Fission in Fluorinated Diphenylhexatrienes2017

    • Author(s)
      Ryuzi Katoh, Masaaki Hashimoto, Akinori Takahashi, Yoriko Sonoda, Tomoaki Yago, and Masanobu Wakasa
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 121 Issue: 46 Pages: 25666-25671

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b06905

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] “9,10-ジフェニルアントラセン単結晶中の T-T 消滅による蛍光に対する磁場効果”2019

    • Author(s)
      長谷川貴一・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会(甲南大学 岡本キャンパス)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] "The structure of an exchange coupled triplet pair generated by singlet fission in crystalline diphenylhexatriene"2018

    • Author(s)
      T. Yago, K. Ishikawa, M. Wakasa
    • Organizer
      27th PhotoIUPAC DUBLIN 2018 (University College of Dublin, Doublin, Ireland)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] “三重項増感反応によるゲルミレンの発生とその反応性”2018

    • Author(s)
      若松郁佳・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      2018年光化学討論会(関西学院大学 上ヶ原キャンパス)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] “磁場効果を用いたシングレットフィッションにおける反応中間体の構造解析と電子的相互作用の計測”2018

    • Author(s)
      石川慶・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第57回電子スピンサイエンス学会年会(北海道大学 学術交流会館)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] イオン液体中での光誘起電子移動反応に対する磁場効果の原因”2018

    • Author(s)
      土田暉・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第57回電子スピンサイエンス学会年会(北海道大学 学術交流会館)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] “シングレットフィッションによって生じる三重項対で観測される磁場効果曲線の形状”2018

    • Author(s)
      矢後友暁・吉田朋美・若狭雅信
    • Organizer
      第57回電子スピンサイエンス学会年会(北海道大学 学術交流会館)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Characterization of Triplet Pairs Generated by Singlet Fission2017

    • Author(s)
      T. Yago, Y. Sonoda, K. Ishikawa, R. Katoh, M. Wakasa
    • Organizer
      5th Awaji International Workshop on “Electron Spin Science & Technology: Biological and Materials Science Oriented Applications”
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Characterization of Triplet Pairs Generated by Singlet Fission2017

    • Author(s)
      T. Yago, Y. Sonoda, K. Ishikawa, R. Katoh, M. Wakasa
    • Organizer
      9th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 蛍光強度の磁場効果測定によるシングレットフィッション中間状態である相関三重項対の構造解析2017

    • Author(s)
      石川慶・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      2017年光化学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ルブレンのシングレットフィッションに対する高磁場効果2017

    • Author(s)
      吉田朋美・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      2017年光化学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] シングレットフィッションによって生じる三重項対の分子配向:蛍光強度に対する低磁場効果2017

    • Author(s)
      矢後友暁・園田与理子・加藤隆二・若狭雅信
    • Organizer
      2017年光化学討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Characterization of Triplet Pairs Generated by Singlet Fission2017

    • Author(s)
      T. Yago, Y. Sonoda, K. Ishikawa, R. Katoh, M. Wakasa
    • Organizer
      15th international symposium on spin and magnetic field effects in chemistry and related phenomena (SCM 2017)
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シングレットフィッションによって生じる相関三重項対での磁場効果の角度依存性2017

    • Author(s)
      石川慶・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] カチオンの異なるイオン液体中の光誘起電子移動反応に対する磁場効果2017

    • Author(s)
      土田暉・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 磁気同位体濃縮に向けたパルスマイクロ波照射条件の検討2017

    • Author(s)
      水野智久・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ルブレンおよびテトラセンのシングレットフィッションに対する磁場効果2017

    • Author(s)
      吉田朋美・矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 光誘起電子移動反応およびシングレットフィッションにおけるスピン選択則2017

    • Author(s)
      矢後友暁・若狭雅信
    • Organizer
      第56回電子スピンサイエンス学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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