凝縮系プラズマにおける低エネルギー核融合反応

• 研究課題/領域番号: 19340051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 笠木 治郎太 東北大学, 電子光理学研究センター, 名誉教授 (10016181)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2009年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2008年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2007年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: 実験核物理 / 凝縮系核反応 / 低エネルギー核反応 / プラズマ・核融合 / 液体金属 / 粒子線 / 遮蔽効果 / 超音波キャビテーション / Li+d反応 / D+D反応 / 凝縮系プラズマ / 液体Li / デバイ遮蔽 / プラズマ / 核融合 / Li+P, Li+d反応 / 液体プラズマ / 遮蔽ポテンシャル / Li+p, Li+d反応

研究概要

液体Li及び固体Liを標的にして^6Li+ D反応が入射エネルギー25~ 75 keVにわたり測定され、液体/固体中での遮蔽ポテンシャル(Us)が求められた。Usの値は、液体中、固体中で、各々、488+/-40、395+/-40 eVと求まった。液体Li中でのUsの温度依存性も測定され、Usは標的温度の上昇に伴い減少することが判明した。これらの結果は、液体Li中では、伝導電子に加え、Li+ イオンが遮蔽効果に寄与するものと定性的には理解される。さらに、液体Li中での超音波キャビテーション生成に成功し、全く異なった環境下で核反応研究の道が切り開かれた。

研究成果

• [雑誌論文] Absorption Capacity and Heat Evolution with Loading of Hydrogen Isotope Gases for Pd Nanopowder and Pd/Ceramics Nanocomposite (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Hioki, H. Azuma, T. Nishi, A. Itoh, S. Hibi, J. Gao, T. Motohiro and J. Kasagi
  • 雑誌名: J. Condensed Matter Nucl. Sci. 巻: 4 ページ: 69-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Absorption Capacity and Heat Evolution with Loading of Hydrogen Isotope Gases for Pd Nanopowder and Pd/Ceramics Nanocomposite (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Hioki, H.Azuma, T.Nishi, A.Itoh, S.Hibi, J.Gao, T.Motohiro, J.Kasagi
  • 雑誌名: J.Condensed Matter Nucl.Sci. 巻: 4 ページ: 69-80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of Low Energy Nuclear Transmutation Reactions Induced by Deuterium Permeation through Multilayer Pd and CaO thin Film (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwamura, T.Itoh, N.Yamazaki, J.Kasagi, Y.Terada, T.Ishikawa, D.Sekiba, H.Yonemura, K.Fukutani
  • 雑誌名: J.Condensed Matter Nucl.Sci. 巻: 4 ページ: 132-145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Deuterium Gas Permeation on Surface Elemental Change of ^<88>Sr Ion-Implanted Pd and Pd/CaO multi-layer system (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Hioki, J.Gao, N.Takahashi, S.Hibi, A.Murase, T.Motohiro, J.Kasagi
  • 雑誌名: Proc.14^<th> International Conference on Condensed Matter Nuclear Science ページ: 203-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of New Detector System for Charged Particle Emission (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Toriyabe, J.Kasagi
  • 雑誌名: Proc.14^<th> International Conference on Condensed Matter Nuclear Science ページ: 310-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening potential for nuclear reactions in condensed matter (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Kasagi
  • 雑誌名: Proc.14^<th> International Conference on Condensed Matter Nuclear Science ページ: 318-325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of YAlO3(Ce)scintillation response for alpha-ray excitation (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Toriyabe, E. Yoshida and J. Kasagi
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth. 巻: A611 ページ: 69-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Debye screening in dense liquid plasmas observed for the Li+ p, d reactions in liquid Li target (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi, H. Yonemura, Y. Toriyabe, A. Nakagawa, T. Sugawara and T. Wang
  • 雑誌名: Nuclear Physics Review 26 Suppl. 巻: 44 ページ: 48-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of YA1O3(Ce) scintillation response for alpha-ray excitation, Nucl (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Toriyabe, E. Yoshida, J. Kasagi
  • 雑誌名: Instr. and Meth A611 ページ: 69-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Debye screening in dense liquid plasmas observed for the Li+p,d reactions in liquid Li target (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi, H. Yonemura, Y. Toriyabe, A. Nakagawa, T. Sugawara, T. Wang
  • 雑誌名: Nuclear Physics Review 26 Suppl ページ: 44-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ionic Debye screening in dense liquid plasmas observed for the Li+p,d reactions in liquid Li target (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Kasagi, H.Yonemura, Y.Toriyabe, A.Nakagawa, T.Sugawara, T.Wang
  • 雑誌名: Nuclear Physics Review 26 ページ: 44-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic and ionic screening for low energy nuclear reactions in condensed matter (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Kasagi, H.Yonemura
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 1098 ページ: 161-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of YAIO3(Ce)scintillation response for α-ray excitation (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Toriyabe, E.Yoshida, J.Kasagi
  • 雑誌名: Nucl.Instr.and Meth.A 611 ページ: 69-75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of micro-beam NRA for 3D-mapping of hydrogen distribution in solids : Application of tapered glass capillary to 6 MeV 15N ion (2008)
  • 著者名/発表者名: D. Sekiba, H. Yonemura, T. Nebiki, M. Wilde, S. Ogura, H. Yamashita, M. Matsumoto, J. Kasagi, Y. Iwamura, T. Itoh, H. Matsuzaki, T. Narusawa and K. Fukutani
  • 雑誌名: Nucl. Instr. and Meth 巻: B266 ページ: 4027-4036
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low energy Li+p, d reactions in liquid plasmas and the effect of liquefied Li+ ions on the screening potential (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi, H. Yonemura, Y. Toriyabe, A. Nakagawa and T. Sugawara
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings 1016 ページ: 233-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comment on 'The screening effect of D-D fusion in Sm in sub-low energy region (<=20 keV)' (2008)
  • 著者名/発表者名: T. S. Wang, Z. Yang, H. Yonemura, A. Nakagawa, H. Y. Lv, J. Y. Chen, S. J. Liu and J. Kasani
  • 雑誌名: J. Phys. G 35 ページ: 68001-68001
  • 査読あり
• [雑誌論文] The screening effect of D-D fusion in Sm in a sub-low energy region (<20 kev) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. S. Wang, Z. Yang, H. Yonemura, A. Nakagawa, H. Y. Lv, J. Y. Chen, S. J. Liu and J. Kasagi
  • 雑誌名: J. Phys 巻: G34 ページ: 2255-2263
  • 査読あり
• [雑誌論文] The screening effect of D-D fusion in Sm in a sub-low energy region (< 20 kev) (2007)
  • 著者名/発表者名: T.S. Wang, Z. Yang, H. Yonemura, A. Nakagawa, H.Y. Lv, J.Y. Chen, S.J. Liu, J. Kasagi
  • 雑誌名: J. Phys G34 ページ: 2255-2263
  • 査読あり
• [雑誌論文] The screening effect of D-D fusion in Sm in a sub-low energy region(< 20 kev) (2007)
  • 著者名/発表者名: T. S. Wang, Z. Yang, H. Yonemura, A. Nakagawa, H. Y. Lv, J. Y. Chen, S. J. Liu and J. Kasagi
  • 雑誌名: J. Phys. G 34 ページ: 2255-2263
  • 査読あり
• [学会発表] Low energy 6Li+d reaction with liquid Li target : Screening effects due to electrons and ions (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠木治郎太
  • 学会等名: 241st ACS National Meeting
  • 発表場所: Anaheim CA, USA
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Dynamical screening effects in metal-deuteron system (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠木治郎太
  • 学会等名: Post Conference Workshop on "Materials issues in LENR Devices"
  • 発表場所: Mahabalipuram, India
  • 年月日: 2011-02-11
• [学会発表] Dynamical screening effects on alpha-decay in metal during deuteron beam bombardment (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠木治郎太
  • 学会等名: The 16th international conference on Condensed Matter Nuclear Science ICCF16
  • 発表場所: Chennai, India
  • 年月日: 2011-02-08
• [学会発表] Low energy 6Li+ d reaction with liquid Li target : Screening effects due to electrons and ions (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: 241st ACS National Meeting
  • 発表場所: Anaheim CA, USA
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Dynamical screening effects on alpha-decay in metal during deuteron beam bombardment (2010)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: The16th international conference on Condensed Matter Nuclear Science ICCF16
  • 発表場所: Chennai, India
  • 年月日: 2010-02-08
• [学会発表] Low-energy nuclear reactions in low-temperature dense plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: Tours Symposium on Nuclear Physics and Astrophysics VII
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] Effective Potential for Deuteron-Nucleus Collision in Metals (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Kasagi
  • 学会等名: The 15th international conference on Condensed Matter Nuclear Science ICCF15
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Low-energy nuclear reactions in low-temperature dense plasmas (2009)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: Tours Symposium on Nuclear Physics and Astrophysics VII, Kobe, Japan, Nov
• [学会発表] Electronic and ionic screening for low energy nuclear reactions in condensed matter (invited talk) (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: International Conference on Heavy Ion Fusion Reaction FUSION08
  • 発表場所: Chicago Il, USA
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Screening potential for nuclear reactions in condensed matter (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: 14th international conference on Condensed Matter Nuclear Science ICCF14
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2008-08-13
• [学会発表] Development of New Detector System for Charged Particle Emission (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Toriyabe and J. Kasagi
  • 学会等名: 14th international conference on Condensed Matter Nuclear Science ICCF14
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2008-08-11
• [学会発表] Ionic Debye screening in dense liquid plasmas observed for the Li+p, d reactions with liauid Li target (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: 3rd China-Japan-Korea Symposium on Hadron and Nuclear Physics HNP08
  • 発表場所: Lanzhou, China
  • 年月日: 2008-06-24
• [学会発表] Electronic and ionic screening for low energy nuclear reactions in condensed matter (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: International Conference on Heavy Ion Fusion Reaction FUSION08
  • 発表場所: Chicago Il, USA September
• [学会発表] Low energy Li+ p, d reactions in liquid plasmas and the effect of liquefied Li+ ions on the screening potential (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: The 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies OMEG07
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] Low energy Li+p, d reactions in liquid plasmas and the effect of liquefied Li+ ions on the screening potential (2007)
  • 著者名/発表者名: 笠木治郎太
  • 学会等名: 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies(OMEGO7)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-12-06
• [学会発表] 液体金属Liを用いた低エネルギーLi+d反応 (2007)
  • 著者名/発表者名: 米村博樹
  • 学会等名: 日本物理学会第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] Low energy Li+p,d reactions in liquid plasmas and the effect of liquefied Li+ions on the screening potential (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Kasagi
  • 学会等名: The 10th International Symposium on Origin of Matter and Evolution of Galaxies OMEG07
  • 発表場所: Sapporo, Japan, December