物質中水素の動的構造と局所構造の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11211203
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 池田 進 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (80132679)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柴山 充弘 東京大学, 物性研究所, 教授 (00175390) ; 武田 定 北海道大学, 理学研究科, 教授 (00155011) ; 野田 幸男 東北大学, 科学計測研究所, 教授 (80127274) ; 新村 信雄 日本原子力研究所, 先端基礎研究センター, 教授
• Keywords: パルス中性子 / 局所構造 / ダイナミックス / 物質中水素 / 動的構造 / MAPS分光器 / 日英協力

Research Abstract

本日英協力事業で進めてきたMAPS分光器の建設は平成12年度に終了し、その後約一年間の試運転を行った。そして、平成13年度6月より本格的な研究に入った。また、MAPS分光器以外の既存の分光器を適宜使用して研究を進めた。
本研究班は「物質中水素の動的構造と局所構造の研究」を受け持っている。本グループでは、MAPS分光器が得意とする単結晶からの励起の研究とは直接関係はしないが、水素を含んだ物質系の研究を進めている。
特に、本年度はメタンハイドレートの研究を中心に進めた。これは、氷のネットワーク中にメタンガスが凝集されて入った物質であり、エネルギー問題の解決の関連物質として注目を浴びているものである。動的構造の測定により観測される反跳による効果を見ることによりメタンが分子として回転運動をしつつハイドレート中に蓄積されていることが分かった。また、南極氷のダイナミックスの研究では、水素原子によるフォノンの分散関係が初めて観測され、氷中水素原子の秩序化の有無の観点において新たなデータを提供することができた。また、高分子の凝集における形状の研究(マイクロエマルジョン)、2種類の高分子界面の構造の研究についても進めた。その結果、同じ成分から成るが分子構造が異なるブロック共重合体のミクロ相分離界面は分子構造の違いによらずほぼ同じ厚みを有することを明らかにした。平均場理論による予測値と異なる実験結果は界面の熱的な揺らぎを考慮することにより定量的に説明できることが判った。

Research Products

• [Publications] N.Torikai: "Comparison between Interfacial Structures of a Block Copolymer and Two-Component Homopolymers by Neutron Reflectivity Measurement"J. Phys. Soc. Jpn.. 70 Suppl A. 344-346 (2001)
• [Publications] 池田進: "実験物理学講座5 構造解析 藤井保彦 編"丸善. 288-305 (2001)