• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of novel method for the first ionization potential measurement toward for element 113

Research Project

Project/Area Number 26390119
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

佐藤 哲也  国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 先端基礎研究センター, 研究副主幹 (40370382)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywordsイオン化エネルギー / 超重元素 / ローレンシウム / 相対論効果 / アクチノイド
Outline of Annual Research Achievements

原子番号が100を超える重い元素は、重イオンビーム核融合反応によってしか生成することができない。生成した同位体はすべて短寿命であり、生成率も数分~数秒に一個と非常に低いため、その化学的性質はよくわかっていない。原子の性質をあらわすもっとも基本的な物理量である第一イオン化エネルギーについても、このような実験の難しさから、これまでに測定された例はなかった。
本研究では、こういった重い元素領域に適用可能な新しい測定手法を確立し、113番元素ニホニウムと似た価電子配置をとる103番元素ローレンシウムをはじめとする重アクチノイド元素の第一イオン化エネルギーの実験的決定を試みた。
本研究では、高温の金属表面で起こる表面電離過程に着目した。同過程における第一イオン化エネルギーとイオン化効率の相関関係を利用した手法を開発することに成功した。本手法を用いることで、103番元素ローレンシウムの第一イオン化エネルギーを決定することに成功した。この結果は、原子番号が100を超える超重元素領域で初めて原子の電子配置に関する情報を得られたとして、Nature誌(T.K.Sato他 Nature 520 (2015) 209-211)に掲載され、同号の表紙を飾った。また、さらに本研究を進めたところ、これまでに測定されていない100番元素フェルミウム、101番元素メンデレビウム、102番元素ノーベリウムの第一イオン化エネルギーを決定することができた。これらの結果は、ノーベルシンポジウム(NS160(2016年5月, スウェーデン))等の国際学会における招待講演で報告した。また、本研究をもとに、ローレンシウムの揮発性研究および原子のスピン決定に関する国際共同研究がスタートした。国際共同研究加速基金による助成を受け、H29年度にはこれらの研究を発展させる予定である。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] マインツ大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      マインツ大学
  • [Int'l Joint Research] CERN(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      CERN
  • [Int'l Joint Research] フローニンゲン大(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      フローニンゲン大
  • [Journal Article] First ionization potential of the heaviest actinide lawrencium, element 1032016

    • Author(s)
      Tetsuya K. Sato, Masato Asai, Anastasia Borschevsky, 他
    • Journal Title

      EPJWeb of Conferences

      Volume: 131 Pages: 05001

    • DOI

      10.1051/epjconf/201613105001

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 表面電離法によるローレンシウムのイオン化エネルギー測定2016

    • Author(s)
      佐藤哲也
    • Journal Title

      原子核研究

      Volume: 61 Pages: 96-106

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 103 番元素でみつけた周期表のほころび ~ 元素周期表が書き換わる? ~2016

    • Author(s)
      佐藤哲也
    • Organizer
      2016日本放射化学会年会・第60回放射化学討論会
    • Place of Presentation
      新潟大学(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2016-09-10 – 2016-09-12
    • Invited
  • [Presentation] First Ionization Potentials of Heavy Actinides2016

    • Author(s)
      T. K. Sato, M. Asai, N. Sato, Y. Nagame, 他
    • Organizer
      NRC9; NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON NUCLEAR AND RADIOCHEMISTRY
    • Place of Presentation
      Helsinki, Finland
    • Year and Date
      2016-08-29 – 2016-09-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Measurements of the first ionization potentials of the heaviest actinides2016

    • Author(s)
      T. K. Sato
    • Organizer
      TASCA16
    • Place of Presentation
      Darmstadt, Germany
    • Year and Date
      2016-08-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 103 番元素でみつけた周期表の綻び - 103 番元素ローレンシウムの第一イオン化エネルギー測定に成功-2016

    • Author(s)
      佐藤哲也
    • Organizer
      第60回放射線科学研究会
    • Place of Presentation
      第60回放射線科学研究会
    • Year and Date
      2016-07-15
    • Invited
  • [Presentation] Ionization Potentials of the Heaviest Actinides2016

    • Author(s)
      T. K. Sato
    • Organizer
      Nobel Symposium NS160
    • Place of Presentation
      Kristanstad, Sweden
    • Year and Date
      2016-05-29 – 2016-06-03
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 103番元素が解く、周期表のパズル -ローレンシウム(Lr)のイオン化エネルギー測定に成功-

    • URL

      https://www.jaea.go.jp/02/press2015/p15040901/

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi