2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21540382
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
大鳥 範和 新潟大学, 自然科学系, 教授 (20272859)
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| Keywords | 熱伝導率 / 分子動力学法 / 溶融塩 / フォノン / 空隙 / 単純液体 |
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| Research Abstract |
液体アルゴンについて、定積熱容量、熱伝導率、および動的構造因子からを得られた音速と熱拡散率、について、それぞれ温度、数密度、原子質量、および充填率の各依存性を調べた結果から、フォノンの平均自由行程を数密度と充填率の関数として表すことができた。さらに、通常のLennard-Jonesポテンシャルから引力項を除いて斥力項のみとした、いわゆるWCAポテンシャルを用いて調べた結果、単純液体や溶融塩の熱伝導率の温度依存性と充填率依存性の起源がポテンシャル関数の斥力項の柔らかさにあることを明らかにした。以上の結果は、固体や気体に比べて理解の進んでいない液体の熱伝導機構を解明する上で重要な知見であり、今後さらに斥力項の柔らかさと平均自由行程の関係を明らかにすることでその描像に迫ることができると期待される。
また、溶融酸化物とその混合系について本研究方法によって熱伝導率を評価したところ、研究代表者が提唱している熱伝導率の表式に従うものの、溶融アルカリハロゲン化物に比べて2倍の係数を有することが明らかになった。この結果は、単純液体や溶融アルカリハロゲン化物よりも複雑な相互作用を有する系でも、基本的なイオン質量、数密度、および充填率の依存性は単純な相互作用の系と同様であるものの、全体的な強度に差異があることを示しており、研究代表者が提唱している熱伝導率の表式がより複雑な系にも通用することと、今後さらに広範な系への適用を進めることによって、係数部分の表現をより一般化して、広く法則として確立できる可能性を示しており、重要な知見が得られたと結論できる。
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