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凝縮相エネルギー物質の爆発学理

研究課題

研究課題/領域番号 17H00844
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 社会システム工学・安全システム
研究機関横浜国立大学

研究代表者

三宅 淳巳  横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (60174140)

研究分担者 井上 智博  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70466788)
伊里 友一朗  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 助教 (90794016)
塩田 謙人  横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 特任教員(助教) (30827837)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
42,770千円 (直接経費: 32,900千円、間接経費: 9,870千円)
2019年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2018年度: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2017年度: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
キーワードエネルギー物質 / 爆発 / 発火 / 爆轟 / 詳細反応モデリング / 安全工学
研究成果の概要

本研究の目的は,先端計測技術および第一原理計算を用いて凝縮相エネルギー物質が呈する極限的な爆発反応を精密に測定・解析し,理論体系化する研究スキーム構築である。先端計測技術開発では,高速度カメラと二色法による複合測定や熱分析-高分解能飛行時間型質量分析などを用いて,凝縮相エネルギー物質に関する爆発反応の生起から分解,発火,燃焼,爆発に至るプロセス解析に適用した。理論的には,量子力学/連続溶媒和モデル法を活用し,第一原理から詳細反応モデルを構築することに成功し,凝縮相エネルギー物質の爆発学理構築に大きく貢献した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

化学産業界からは,凝縮相エネルギー物質を含む高反応性化学物質の取扱いに関連して,爆発学理に基づいた爆発影響評価ならびにより精度の高いリスク評価への展開が強く求められていた。当該研究で構築した爆発反応に関する計測および計算手法は,化学反応計測に基づいたプロセスデザイン支援,化学反応危険性予測に基づいたプロセス管理指標の設定,および災害発生シナリオの体系的抽出とそれに基づいた防災減災戦略の策定に活用可能であることから,化学産業ならびに航空宇宙産業の安全性向上と新規学術領域の構築に貢献した。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 24件)

  • [国際共同研究] University of Bologna(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Craiova(ルーマニア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] A detailed kinetics model for the decomposition of aqueous hydroxylammonium nitrate2019

    • 著者名/発表者名
      Yu-ichiro Izato, Kento Shiota, Atsumi Miyake
    • 雑誌名

      Science and Technology of Energetic Materials

      巻: 80 ページ: 212-221

    • NAID

      40022107655

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reactivity analysis of ammonium dinitramide binary mixtures based on ab initio calculations and thermal analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Shiota Kento, Izato Yu-ichiro, Habu Hiroto, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

      巻: 138 号: 4 ページ: 2615-2622

    • DOI

      10.1007/s10973-019-08557-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal and evolved gas analyses of decomposition of ammonium dinitramide-based ionic liquid propellant using TG-DSC-HRTOFMS2019

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro, Shiota Kento, Satoh Kenta, Satoh Takashi, Yahata Yukinori, Habu Hiroto, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

      巻: 138 号: 3 ページ: 1853-1861

    • DOI

      10.1007/s10973-019-08475-3

    • NAID

      120006786476

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Condensed-phase pyrolysis mechanism of ammonium nitrate based on detailed kinetic model2019

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro, Shiota Kento, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Journal of Analytical and Applied Pyrolysis

      巻: 143 ページ: 104671-104671

    • DOI

      10.1016/j.jaap.2019.104671

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A simple heuristic approach to estimate the thermochemistry of condensed-phase molecules based on the polarizable continuum model2019

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro, Matsugi Akira, Koshi Mitsuo, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 21 号: 35 ページ: 18920-18929

    • DOI

      10.1039/c9cp03226f

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed kinetic model for ammonium dinitramide decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Combustion and Flame

      巻: 198 ページ: 222-229

    • DOI

      10.1016/j.combustflame.2018.09.013

    • NAID

      120006551705

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetic analysis of the thermal decomposition of liquid ammonium nitrate based on thermal analysis and detailed reaction simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Analysis and Calorimetry

      巻: 134 号: 1 ページ: 813-823

    • DOI

      10.1007/s10973-018-7322-8

    • NAID

      120006551706

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A detailed chemical kinetics model for the combustion of gas-phase guanidine nitrate2018

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro, Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Science and Technology of Energetic Materials

      巻: 79 ページ: 166-174

    • NAID

      40021763931

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The decomposition pathways of ammonium dinitramide on the basis of ab initio calculations2017

    • 著者名/発表者名
      Izato Yu-ichiro、Miyake Atsumi
    • 雑誌名

      Journal of Energetic Materials

      巻: 36 号: 3 ページ: 302-315

    • DOI

      10.1080/07370652.2017.1405099

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Study on high energetic ionic liquids for propellant2018

    • 著者名/発表者名
      H. Matsunaga, N. Itouyama, K. Shiota, Y. Izato, T. Katsumi, H. Habu, M. Noda, A. Miyake
    • 学会等名
      3rd New Energetics Workshop, Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal behaviour of ammonium dinitramide-based high energetic ionic liquid under reduced pressure2018

    • 著者名/発表者名
      H. Matsunaga, K. Katoh, H. Habu, M. Noda, A. Miyake
    • 学会等名
      12th European Symposium on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal analysis and detailed chemical reaction simulation of ammonium dinitramide decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Izato, A. Miyake
    • 学会等名
      12th European Symposium on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reactivity analysis on ammonium dinitramide binary mixtures in condensed phase2018

    • 著者名/発表者名
      K. Shiota, Y. Izato, A. Miyake
    • 学会等名
      12th European Symposium on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed visualization measurement of Senko-Hanabi2017

    • 著者名/発表者名
      C. Inoue, Y. Izato, A. Miyake M. Koshi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Fireworks
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scaling law of Senko-Hanabi2017

    • 著者名/発表者名
      C. Inoue, Y. Izato, A. Miyake M. Koshi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Fireworks
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal analysis for chemical reactions of Senko-Hanabi2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izato, C. Inoue, A. Miyake, M. Koshi
    • 学会等名
      16th International Symposium on Fireworks
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influences of chemical dyes on laser ignitionability and thermal stability of ammonium dinitramide-based energetic ionic liquid2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hayata, K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      16th International Symposium on Fireworks
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal study of ammonium dinitramide and acetamide binary mixture and their agarose mixture2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      16th International Symposium on Fireworks
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation and thermal decomposition behavior of high energetic ionic liquids based on ammonium dinitramide and amine nitrates2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsunaga, K. Katoh, H. Habu, M. Noda, A. Miyake
    • 学会等名
      31st International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal properties of ADN based ionic liquid gel propellants2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, and A. Miyake
    • 学会等名
      31st International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laster ignition and thermal property of ammonium dinitramide based energetic ionic liquid propellants by including chemical dyes2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hayata, K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      31st International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Kinetic Model for combustion of hydroxylammonium nitrate (HAN)-based propellants2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izato, M. Koshi, A. Miyake
    • 学会等名
      31st International Symposium on Space Technology and Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kinetic analysis and detailed chemical reaction simulation for ammonium nitrate decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izato, A. Miyake
    • 学会等名
      4th Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolved gas analysis of thermal decomposition and combustion of high energetic ionic liquid based on ammonium dinitramide2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsunaga, K. Katoh, H. Habu, M. Noda, A. Miyake
    • 学会等名
      4th Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal study on complex formation of ADN mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      4th Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal and structure analysis of ammonium dinitramide and nitrate salt eutectic mixtures2017

    • 著者名/発表者名
      K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      4th Central and Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validation for a condensed phase reaction model of hydroxylammonium nitrate aqueous based on kinetic analysis2017

    • 著者名/発表者名
      K. Kuroki, Y. Izato, A. Miyake
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detailed reaction simulation for thermal decomposition of ammonium dinitramide (ADN)2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izato, A. Miyake
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thermal decomposition and combustion behavior of high energy ionic liquid based on ammonium dinitramide2017

    • 著者名/発表者名
      H. Matsunaga, K. Katoh, H. Habu, M. Noda, A. Miyake
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling for decomposition reactions of aqueous hydroxylammonium nitrate solution2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Izato, A. Miyake
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vapor Pressure measurement of ammonium dinitramide binary mixtures using thermogravimetric analysis2017

    • 著者名/発表者名
      K.Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gasification behavior of ammonium dinitramide based ionic liquid propellants under low pressure condition2017

    • 著者名/発表者名
      M. Hayata, K. Shiota, Y. Izato, H. Matsunaga, H. Habu, A. Miyake
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combustion behavior of guanidine nitrate/basic copper nitrate2017

    • 著者名/発表者名
      M. Nakashima, Y. Izato, H. Matsunaga, E. Higashi, S. Takagi, A. Miyake, K. Katoh
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Energetic Materials and Their Applications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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