原子核の手法によるウルトラファインバブルの研究

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03948
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19010:流体工学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 谷垣 実 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (90314294)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: ウルトラファインバブル / 内部圧力 / γ線放出非対称度 / 超微細相互作用 / 不安定核

研究成果の概要

キセノンガスのウルトラファインバブルの内部圧力の直接測定に成功した。キセノンガス中の放射性ヨウ素のγ線放出非対称度がガス圧に依存することを利用し、気泡内に熱中性子照射で生成したヨウ素125のγ線放出非対称度を測定した。得られた圧力は従来の泡でよく成立するヤングラプラスの式からの予測よりも低く、何らかの圧力補償機構の存在が強く示唆される結果となった。またウルトラファインバブル水中のインジウムの水和イオンとウルトラファインバブルの相互作用を摂動角相関法により観測し、pH=10付近でウルトラファインバブルが水和イオンの状態に影響を与えていることを示唆する結果が得られた。

自由記述の分野

原子核物理・核物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

ウルトラファインバブルの持つ高い機能性は産業界の幅広い分野で注目され応用が進んでいるものの、基礎特性や機能発現のメカニズムについては、従来の気泡研究で用いられた観測手法の適用が困難になることから十分進んでいなかった。今回の研究はウルトラファインバブルの新たな研究手法を提示しただけでもなく、基礎特性の理解につながる成果でもある。基礎特性の理解が進むことで、ウルトラファインバブルの機能性の活用の原理的裏付けやより適切な活用方法の確立につながる。