超重元素シーボーギウムの揮発性単一原子分子の生成とその熱化学的特性
| Project/Area Number |
23K23380
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| Project/Area Number (Other) |
22H02112 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
永目 諭一郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究嘱託 (80354885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 哲也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (40370382)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | 超重元素 / シーボーギウム / シングルアトム化学 / ガスクロマトグラフ / 吸着エンタルピー |
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| Outline of Research at the Start |
原子番号(Z)104を超える超アクチノイド元素（超重元素）の揮発性分子の生成と分離及びその熱化学的特性を明らかにし、重い元素で期待される化学的性質に及ぼす相対論効果の影響を評価する。また、元素周期表における第7周期元素の開拓へと繋げる。本申請では、シングルアトムスケールで得られるZ = 106のシーボーギウム(Sg)に着目し、等温ガスクロマトグラフ分離装置を用いてSg揮発性分子の合成と化学種の同定及びその熱化学的特性から、Sg化合物形成に及ぼす相対論効果の影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の2項目を中心に進めた。
1．核反応槽直結型連続等温ガスクロマトグラフ装置の開発・改良：核反応で合成したシーボーギウム(Sg)の揮発性化合物(酸化塩化物）形成のための化学反応槽の整備(反応ガス導入系など）、ガスクロマトグラフ用石英カラムの製作、等温ガスクロマトグラフ分離部への電気炉の設置、及び生成した化合物を放射線測定系へ高効率で搬送するためのクラスタリング槽の開発・改良を行った。特に、Sgを模擬して、周期表同族元素である短寿命モリブデン同位体 (104-Mo：半減期1分)を対象としたオフライン等温ガスクロマトグラフ実験を行うための試験装置を整備した。本装置は2つのカリホルニウム-252(252-Cf)自発核分裂線源を備えており、252-Cfの自発核分裂によって生成する104-Moのガスクロマトグラフ挙動を調べることができる。
2．核反応生成物を迅速に上記実験装置へ搬送するため、キャリアガス搬送システムを新たに整備した。本システムでは、等温ガスクロマトグラフ装置の温度、圧力、ガス流量などの安定制御をLabVIEWを用いて行うことができる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
核反応槽直結型連続等温ガスクロマトグラフ装置の開発・改良では、必要な物品の購入やカリホルニウム-252(252-Cf)自発核分裂線源を備えた装置開発をほぼ終了した。また、核反応生成物を迅速に上記実験装置へ搬送するためのキャリアガス搬送システムの整備を完了した。
以上のとおり、装置開発はおおむね終了したため順調に進展している、と判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度に製作した装置を用いて、252-Cf自発核分裂線源からの生成物、モリブデン同位体104-Moを用いて、シーボーギウム実験に向けた模擬実験を開始する。等温ガスクロマトグラフ挙動から、Mo揮発性同位体の化学種の推定を行う。また同じく同族元素であるタングステン同位体を核反応で合成し、オンラインの等温ガスクロマトグラフ実験を行い、Moデータとの比較を行う。これらのデータをもとに、Sg実験の計画を立案する。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
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[Journal Article] On the adsorption and reactivity of element 114, flerovium2022
Author(s)
A. Yakushev, L. Lens, Ch.E. Duellmann, J. Khuyagbaatar, E. Jaeger, J. Krier, J. Runke, H.M. Albers, M. Asai, M. Block, 他49名
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Journal Title
Frontiers in Chemistry
Volume: 10
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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