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原子核体積は化学反応にどのように影響するか:同位体分別の量子化学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 22655006
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 物理化学
研究機関首都大学東京

研究代表者

波田 雅彦  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (20228480)

研究期間 (年度) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 300千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード相対論的量子化学 / 核体積効果 / 同位体分別反応 / 電子状態理論 / 宇宙化学
研究概要

同位体分別を引き起こす原因として発見された核の体積効果について、相対論的な分子理論を用いた解析を行った。ウランの同位体分別において、本手法では分別係数の実験値を精度よく再現することがわかり、原子核電荷分布の同位体間のわずかな差異から、化学平衡が左右されることを理論的に解明した。さらに配位子と核の体積効果との関係性を調べた。強い配位子ではウランとの結合距離が短くなることで、同位体間のエネルギー差を大きくすることがわかった。さらに原子スペクトルにおいては、同位体間のエネルギー差は核上の電子密度に線形の関係にあると考えられているが、分子においても同様の傾向が確認された。したがって核の体積効果の分別係数は、全エネルギー差から求める以外にも、核上の電子密度から求める方法も有効であることが示された。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Ab initio study on vibrational dipole moments of XH+ mol-ecular ions : X=^<24>Mg, ^<40>Ca, ^<64>Zn, ^<88>Sr, ^<114>Cd, ^<138> Ba, ^<174>Yb, and ^<202>Hg2011

    • 著者名/発表者名
      Minori Abe, et.al.
    • 雑誌名

      J.phys.B.

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Erratum :"An ab initio molecular orbital study of the nuclear volume effects in uranium isotope fractionations"2010

    • 著者名/発表者名
      M. Abe, T. Suzuki, Y. Fujii, M. Hada, and K. Hirao
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 132 ページ: 119902-119902

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Ligand effect on uranium isotope fractionations caused by nuclear volume effects : an ab initio relativistic molecular orbital study2010

    • 著者名/発表者名
      M. Abe, T. Suzuki, Y. Fujii, M. Hada, and K. Hirao
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys

      巻: 133 ページ: 44309-44309

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Erratum: "An ab initio molecular orbital study of the nuclear volume effects in uranium isotope fractionations", J.Chem.Phys.129, 164309 (2008)2010

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, T.Suzuki, Y.Fujii, M.Hada, K.Hirao
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      巻: 132 号: 11 ページ: 119902-119902

    • DOI

      10.1063/1.3357985

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand effect on uranium isotope fractionations caused by nuclear volume effects : An ab initio relativistic molecular orbital study2010

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, T.Suzuki, Y.Fujii, M.Hada, K.Hirao
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys

      巻: 133 号: 4 ページ: 44309-44309

    • DOI

      10.1063/1.3463797

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expectation values in two-component relativistic theories2010

    • 著者名/発表者名
      J.Seino, et.al.
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      巻: 132(16)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic shielding constants calculated by the infinite-order Douglas-Kroll-Hess method with electron-electron relativistic corrections2010

    • 著者名/発表者名
      J.Seino, M.Hada
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      巻: 132(17)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excitation and Circular Dichroism Spectra of (+)-(S,S)-bis(2-methylbutyl) chalcogenides2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Honda, et.al.
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 15 ページ: 2357-2373

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand effect on uranium isotope fractionations caused by nuclear volume effects : an ab initio relativistic molecular or-bital study2010

    • 著者名/発表者名
      Minori Abe, et.al.
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys.

      巻: 133

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relativistic calculations of ground and excited states of LiYb molecule for ultracold photo association spectroscopy studies2010

    • 著者名/発表者名
      G.Gopakumar, et.al.
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys

      巻: 133(12)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique properties and reactivity of high-valent manganese-oxo versus manganese-hydoro in the salen platform.2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kurahashi, et.al.
    • 雑誌名

      Inorg.Chem.

      巻: 49(14) ページ: 6664-6672

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] THEORETICAL STUDY OF NUCLEAR VOLUME EFFECTS IN URANIUM ENRICHMENT2010

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, S.Suzuki, Y.Fujii, M.Hada
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems (INES-3)
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2010-10-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] RELATIVISTIC AB INITIO CALCULATIONS FOR NUCLEAR VOLUME EFFECTS IN ISOTOPE SEPARATIONS2010

    • 著者名/発表者名
      M. Abe, S. Suzuki, Y. Fujii, and M. Hada
    • 学会等名
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010(SNA+MC2010)
    • 発表場所
      Hitotsubashi Memorial Hall Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] THEORETICAL STUDY OF NUCLEAR VOLUME EFFECTS IN URANIUM ENRICHMENT2010

    • 著者名/発表者名
      M. Abe, S. Suzuki, Y. Fujii, and M. Hada
    • 学会等名
      The Third International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems(INES-3)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular orbital analysis of nuclear volume effects in uranium isotope fractionations2010

    • 著者名/発表者名
      M. Abe, S. Suzuki, Y. Fujii, and M. Hada
    • 学会等名
      The international Chemical Congress of Pacific Basin Societies"(PACIFICHEM2010)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] RELATIVISTIC AB INITIO CALCULATIONS FOR NUCLEAR VOLUME EFFECTS IN ISOTOPE SEPARATIONS2010

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, S.Suzuki, Y.Fujii, M.Hada
    • 学会等名
      Joint International Conference on Supercomputing in Nuclear Applications and Monte Carlo 2010 (SNA+MC2010)
    • 発表場所
      一ツ橋メモリアルホール、東京
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio molecular orbital analysis of nuclear volume effects in uranium isotope fractionations2010

    • 著者名/発表者名
      M.Abe, S.Suzuki, Y.Fujii, M.Hada
    • 学会等名
      The international Chemical Congress of Pacific Basin Societies" (PACIFICHEM2010)
    • 発表場所
      Honolulu Hawaii
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic properties and excited states in the framework of the infini-te-order Douglas-Kroll Method2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hada
    • 学会等名
      Pacifichem 2010 Symposium #138
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio study of ground and low-lying excited states of CaH^+ mol-ecule2010

    • 著者名/発表者名
      M.Abe
    • 学会等名
      Pacifichem 2010 Symposium #138
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Paramegnetic ^<13>C NMR Chemical Shifts of Iron-Bound Cyani-de Ions in Heme Protein Environments2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hada
    • 学会等名
      6th International Conference on Porphyrins and Phthalocyanines (ICPP2010)
    • 発表場所
      New Mexico, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nuclear Magnetic Shielding Constants in the framework of the infinite-order Douglas-Kroll (IODK) theory2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hada
    • 学会等名
      Relativistic Effects in Heavy Elements (REHE)2010
    • 発表場所
      Beijin, China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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