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量子ビームを利用した高水素組成の金属水素化物研究

研究課題

研究課題/領域番号 24241032
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 量子ビーム科学
研究機関東北大学

研究代表者

青木 勝敏  東北大学, 金属材料研究所, 上級研究員 (30356331)

研究分担者 服部 高典  日本原子力研究開発機構, J-PARCセンター, 研究主幹 (10327687)
町田 晃彦  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (70354983)
松尾 元彰  東北大学, 金属材料研究所, 講師 (20509038)
連携研究者 片山 芳則  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主席 (20224462)
齋藤 寛之  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (20373243)
佐野 亜沙美  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究員 (30547104)
遠藤 成輝  日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (40611893)
大友 季哉  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (90270397)
池田 一貴  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任準教授 (80451615)
大下 英敏  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特任助教 (00625163)
藤久 裕司  産業技術総合研究所, 計測フロンテイア研究部門, 主任研究員 (90357913)
研究協力者 佐藤 豊人  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20455851)
杉本 秀彦  中央大学, 理工学部, 教授 (00187668)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2014年度: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円)
2013年度: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2012年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード中性子回折 / 放射光X線回折 / 高温高水素圧 / 金属水素化物 / 高水素組成 / サイト占有率 / 鉄水素化物 / サイト束縛エネルギー / ヨーロピウム水素化物 / 高温高圧状態図 / 価数転移 / 鉄重水素化物 / 重水素組成 / 重水素サイト占有率 / 格子体積膨張 / 強磁性 / 磁気構造 / 放射光回折 / 高温高圧 / 結晶構造 / その場観察
研究成果の概要

10万気圧の高圧水素流体と金属との直接反応を利用して、高水素組成の金属水素化物を合成するための水素化セル、ならびに、合成された金属水素化物の結晶構造を高水素圧力下でその場観測するための中性子回折技術を開発した。これらの技術を遷移金属である鉄の重水素化反応に適用して、988 K‐6.3 GPaの温度重水素圧下で熱平衡状態になった鉄重水素化物中の重水素原子の占有サイトと占有率を決定した。希土類金属であるユーロピウム(Eu)に関しては、既知の2水素化物を超える高水素化物EuHx(x>2)と推測されⅢ相とⅣ相の相境界を室温~600 K、水素圧5~10 GPaの温度圧力領域で決定した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Phase diagramof the Eu-H system at high temperatures and high hydrogen pressures2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Saitoh, Akihiko Machida, Takahiro Matsuoka, Katsutoshi Aoki
    • 雑誌名

      Solid State Communications

      巻: 205 ページ: 24-27

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] fcc Fe 中の重水素原子のサイト占有状態2015

    • 著者名/発表者名
      青木 勝敏,町田 晃彦,齋藤 寛之,服部 高典,佐野 亜沙美
    • 雑誌名

      波紋

      巻: 25 ページ: 24-2

    • NAID

      130007510577

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Site occupancy of interstitial deuterium atoms in face-centred cubic iron2014

    • 著者名/発表者名
      A. Machida, H. Saitoh, H. Sugimoto, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, N. Endo, Y. Katayama, R. Iizuka,T. Sato, M. Matsuo, S. Orimo, K. Aoki
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synchrotron X-ray diffraction techniques for in situ measurement of hydride formation under several gigapascals of hydrogen2014

    • 著者名/発表者名
      H. Saitoh, A. Machida, K. Aoki
    • 雑誌名

      Chinese Science Bulletin

      巻: 59 ページ: 5290-5301

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高温高圧下における鉄の重水素化過程と重水素占有状態の観測2015

    • 著者名/発表者名
      町田 晃彦、齋藤 寛之、服部 高典、佐野 亜沙美、佐藤 豊人、松尾 元彰、折茂 慎一、青木 勝敏
    • 学会等名
      JAEA放射光シンポジウム2015
    • 発表場所
      大型放射光施設SPring-8、佐用町
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Neutron diffraction study of site occupancy of interstitial deuteride atoms in FeDx at high temperature and pressure2015

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, A. Machida, H. Saitoh, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, T. Sato, S. Orimo
    • 学会等名
      Asian Conference on High Pressure Research (ACHPR-7)
    • 発表場所
      Chulalongkorn University, Bangkok
    • 年月日
      2015-01-16 – 2015-01-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 鉄重水素化物中の超多量空孔形成過程のその場中性子回折観測2014

    • 著者名/発表者名
      青木 勝敏、町田 晃彦、齋藤 寛之、服部 高典、佐野 亜沙美、佐藤 豊人、折茂 慎一
    • 学会等名
      第55回高圧討論会
    • 発表場所
      徳島大学、徳島市
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧下中性子回折による超多量空孔生成の観測に向けて2014

    • 著者名/発表者名
      町田 晃彦、齋藤 寛之、服部 高典、佐野 亜沙美、佐藤 豊人、折茂 慎一、青木 勝敏
    • 学会等名
      第12回水素量子アトミクス研究会
    • 発表場所
      東北大学、仙台市
    • 年月日
      2014-10-23 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Neutron diffraction measurement on formation process of superabundant vacancies in FeDx2014

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, A. Machida, H. Saitoh, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, T. Sato, S. Orimo
    • 学会等名
      European High Pressure Research Group International Meeting (EHPRG52)
    • 発表場所
      Universit de Lyon, Lyon
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] In Situ Neutron Diffraction Measrement on Deuterization Process of Iron at High Pressure and High Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      A. Machida, H. Saitoh, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, N. Endo, T. Watanuki, Y. Katayama,
    • 学会等名
      International Symposium on Meatl-Hydrogen Systems (MH2014)
    • 発表場所
      University of Salford, Manchester
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 中性子回折で観る高重水素組成の鉄重水素化物FeDxの多彩な構造と物性2014

    • 著者名/発表者名
      青木勝敏
    • 学会等名
      第5回MLFシンポジウム
    • 発表場所
      つくば国際会議場、つくば市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高温高圧力下中性子回折実験による鉄の重水素化過程のその場観察2014

    • 著者名/発表者名
      町田晃彦、齋藤寛之、服部高典、佐野亜沙美、遠藤成輝、綿貫徹、片山芳則、飯塚理子、佐藤豊人、松尾元彰、折茂慎一、青木勝敏
    • 学会等名
      第11回水素量子アトミクス研究会
    • 発表場所
      KEK物質構造科学研究所、つくば
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超高圧中性子回折装置PLANET を利用した鉄の重水素化過程のその場観察2013

    • 著者名/発表者名
      青木勝敏、佐藤豊人、松尾元彰、折茂慎一、飯塚理子、町田晃彦、齋藤寛之、服部高典、佐野亜沙美、遠藤成輝、綿貫徹、片山芳則
    • 学会等名
      日本金属学会 2013年 秋季講演大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス、金沢市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 中性子回折その場観察による重水素化鉄の高温高圧構造研究2013

    • 著者名/発表者名
      町田晃彦、齋藤寛之、服部高典、佐野亜沙美、遠藤成輝、綿貫徹、片山芳則、青木勝敏、佐藤豊人、松尾元彰
    • 学会等名
      日本金属学会 2013年 秋季講演大会
    • 発表場所
      金沢大学 角間キャンパス、金沢市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Neutron diffraction measurement on hydrogenation process of Fe at high temperature and high pressure2013

    • 著者名/発表者名
      K. Aoki, A. Machida, H. Saitoh, T. Hattori, A. Sano-Furukawa, R. Iizuka, N. Endo,T. Watanuki, Y. Katayama, M. Matsuo, T. Sato, S. Orimo
    • 学会等名
      European High Pressure Research Group International Meeting (EHPRG51)
    • 発表場所
      Queen Mary, University of London, London, UK
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PLANETを利用した鉄の重水素化過程のその場中性子回折観測2013

    • 著者名/発表者名
      青木 勝敏、佐藤 豊人、松尾 元彰、折茂 慎一、飯塚 理子、町田 晃彦、齋藤 寛之、服部 高典、佐野 亜沙美、遠藤 成輝、綿貫 徹、片山 芳則
    • 学会等名
      第54回高圧討論会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温高圧下の鉄の重水素化過程のその場中性子回折観察2013

    • 著者名/発表者名
      青木勝敏、佐藤豊人、松尾元彰、折茂慎一、飯塚理子、町田晃彦、齋藤寛之、服部高典、佐野亜沙美、遠藤成輝、綿貫徹、片山芳則
    • 学会等名
      日本中性子科学会第13回年会
    • 発表場所
      ちば県民プラザ、柏市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PLANETを使用した高温高圧下の水素化過程の中性子回折実験2013

    • 著者名/発表者名
      青木勝敏
    • 学会等名
      日本金属学会2013年春季講演大会
    • 発表場所
      東京理科大(神楽坂キャンパス)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高圧技術と量子ビーム技術を融合した水素材料研究2013

    • 著者名/発表者名
      青木勝敏
    • 学会等名
      第2回 東北大学 光・量子ビーム科学連携ワークショップ
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高圧を用いた金属水素化物研究2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤寛之
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第25回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学(東山キャンパス)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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