陽電子を用いた天然岩石・鉱物中のナノ空孔解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21540317
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 東京学芸大学
• 研究代表者: 中田 正隆 東京学芸大学, 教育学部, 教授 (80180305)
• 連携研究者: 佐藤 公法 東京学芸大学, 教育学部, 准教授 (00401448)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 鉱物 / ナノ空孔 / 陽電子 / ポジトロニウム

研究概要

天然の岩石,鉱物中のナノスケールの空隙を陽電子消滅法によって調査した。窒素ガス吸着法, X線小角散乱法などの空隙計測法と組み合わせて調べたところ,陽電子消滅法のみがミクロ孔領域の空隙に対して敏感であることがわかった。この性質を使用し,サポナイト鉱物中のオングストロームスケールの層間を介したセシウム移行の拡散係数を2. 5×10^<-8>[ cm^2s^<-1>]と定量することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Steady-State Quartz Formation in terms of Water Migration through Nanopores (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Water, Energy and Environment 2011 ページ: 541-545
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Gadolinium-Doped Ceria for High Efficiency Fuel Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Kosaka and Kiminori Sato
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Water, Energy and Environment 2011 ページ: 622-624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of Organism-Dependent Biogenic Silica Quartz Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato
  • 雑誌名: J. of Phys. Chem. 巻: B 115 ページ: 14874-14877
• [雑誌論文] Diffusion-Reaction of Water Molecules in Angstrom Pores as Basic Mechanism of Biogenic Quartz Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and T. Hatta
  • 雑誌名: J. of Phys. Chem. 巻: C 115 ページ: 18131-18135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vacancies and atomic processes in intermetallics-from crystals to quasicrystals and bulk metallic glasses (2011)
  • 著者名/発表者名: Hans-Eckhardt Schaefer, Falko Baier, Markus A. Muller, Klaus J. Reichle, Klaus Reimann, Andrey Rempel, Kiminori Sato, Feng Ye, Xiangyi Zhang, and Wolfgang Sprengel
  • 雑誌名: physica status solidi 巻: B ページ: 1-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic Study of Hydration-Dehydration in Nano-Scale Interlayer Spaces for Smectite Clay Minerals (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto
  • 雑誌名: Proceedings of 10th International congress for Applied Mineralogy ページ: 637-643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macroscopic and Microscopic Investigation of Densification Behavior for Gadolinium-doped Ceria upon Sintering (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Kosaka and Kiminori Sato
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng 巻: 18 ページ: 0920141-0920143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterizatin of open nanospaces in nanomaterials (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Sato
  • 雑誌名: Proceedings of 2nd International Conference NANOCON 2010 ページ: B11-B15
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geological Environment with Nanotechnology : Elemental Migration through Open Nanospaces (2010)
  • 著者名/発表者名: Kiminori Sato, KoichiroFujimoto, Masataka Nakata, Tamao Hatta, and Naotatsu Shikazono
  • 雑誌名: Proceedings of 2nd International Conference NANOCON 2010 ページ: S31-S35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale Densification Mechanism of Gadolinium-Doped Ceria upon Sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Kosaka and Kiminori Sato
  • 雑誌名: Proceedings of 2nd International Conference NANOCON 2010 ページ: B51-B54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free Volumes Associated with Sintering in Gadolinium Doped Ceria Solid Solutions (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Kosaka and Kiminori Sato
  • 雑誌名: J. of Nanomaterials ページ: 9351461-9351465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interlayer Spaces Associated with Hydration and Dehydration in Synthetic Saponite (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and N. Shikazono
  • 雑誌名: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering 巻: 15 ページ: 0120061-012005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geological environment with respect to sub-nanoscale pores (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and N. Shikazono
  • 雑誌名: Proceedings of the International Conference on Nanotechnology : Fundamentals and Applications ページ: 3351-3356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local atomic structures at grain boundaries in Gadolinium doped Cerium Oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Kosaka and Kiminori Sato
  • 雑誌名: High Temperature Materials and Processes 巻: 29 ページ: 373-379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improving the interfacial structure of nanocomposite magnets on an atomic scale (2010)
  • 著者名/発表者名: Defeng Guo, Wei Li, Xiaohong Li, Yan Chen, Kiminori Sato, Xiangyi Zhang
  • 雑誌名: J. of Phys. D : Appl. Phys 巻: 43 ページ: 3250031-3250035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Cs-loaded SiO2 glass by thermal analysis and positron annihilation spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Ito, K. Hirata, and Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 225 ページ: 0120461-0120466
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Gadolinium-doped Cerium Oxide by XRD, TG-DTA, impedance analysis, and positron lifetime spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Ohta, T. Kosaka, and K. Sato
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 225 ページ: 0120431-012045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Review of Positron-Age-Momentum Correlation(AMOC) Studies of Open Nanospaces in Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, and Y. Kobayashi, Topics in Chemistry and Material Science, eds. K. Hadjiivanov, V. Valtchev, S. Mintova, G. Vayssilov
  • 雑誌名: Heron Press Ltd. 巻: Vol.4 ページ: 167-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of nanocrystallization transitions in amorphous Nd9Fe85B6 on an atomic scale (2009)
  • 著者名/発表者名: Defeng Guo, Xiaohong Li, Wei Li, Lei Xu, Kiminori Sato, and Xiangyi Zhang
  • 雑誌名: J. of Phys. D : Appl. Phys 巻: 42 ページ: 2154071-2154074
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-and micro-scale free volume in ultrafine grained Cu-1wt.% Pb alloy deformed by equal channel angular pressing (2009)
  • 著者名/発表者名: Sergiy V. Divinski, Jens Ribbe, Dietmar Baither, Guido Schmitz, Gerrit Reglitz, Harald Rosner, Kiminori Sato, Yuri Estrin, and Gerhard Wilde
  • 雑誌名: Acta Materialia 巻: 57 ページ: 5706-5717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic-scale structural evolution upon crystallite nucleation and growth in amorphous Fe78B13Si9 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Fujimoto, M. Nakata, W. Sprengel, H.-E. Schaefer, Y. Ueji, Y. Amemiya, and Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Jpn. J. of Appl. Phys 巻: 48 ページ: 0855051-0855054
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomic-scale structural evolution in amorphous Nd9Fe85B6 subjected to severe plastic deformation at room temperature (2009)
  • 著者名/発表者名: Wei Li, Xiaohong Li, Defeng Guo, Kiminori Sato, D. V. Gunderov, V. V. Stolyarov, and Xiangyi Zhang
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 94 ページ: 231941-231943
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing the Elemental Environment around the Free Volume in Polymers with Positron Annihilation Age-Momentum Correlation Spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Ito, K. Hirata, and Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Macromolecules 巻: 42 ページ: 4853-4857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanocrystallization Mechanism of Amorphous Fe78B13Si9 (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, W. Sprengel, H.-E. Schaefer, Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 94 ページ: 1719041-1719043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Positron age-momentum-correlation studies of free volumes in polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Ito, K. Hirata, Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Rad. Phys. and Chem 巻: 78 ページ: 1085-1087
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanism of Bi precipitation in Sn65. 4Bi34. 6 Eutectic System (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Fujimoto, M. Nakata, and Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Jpn. J. of Appl. Phys 巻: 48 ページ: 0202211-0202213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Momentum distributions of ortho-positronium dependent on electronic state at free volume walls in insulators (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Ito, K. Hirata, and Y. Kobayashi
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 607 ページ: 53-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Open-nano pores in natural minerals studied by positron lifetime spectroscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshizawa, K. Sato, H. Murakami, N. Shikazono, K. Fujimoto, and M. Nakata
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 607 ページ: 189-191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interlaboratory Comparison of Positron Annihilation Lifetime Measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ito, T. Oka, Y. Kobayashi, Y. Shirai, K. Wada, M. Matsumoto, M. Fujinami, T. Hirade, Y. Honda, H. Hosomi, Y. Nagai, K. Inoue, H. Saito, K. Sakaki, K. Sato, A. Shimazu, and A. Uedono
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 607 ページ: 248-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quartz formation in natural environment with respect to diffusion-reaction of water molecules in angstrom-scale open spaces
  • 著者名/発表者名: K. Sato
  • 雑誌名: International Journal of Thermal and Environmental Engineering 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Gadolinium-Doped Ceria for High Efficiency Fuel Cell
  • 著者名/発表者名: T. Kosaka and K. Sato
  • 雑誌名: International Journal of Thermal and Environmental Engineering 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Migration of Water molecules in Geological Environment (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato
  • 学会等名: International Conference on Water, Energy, and Environment 2011
  • 発表場所: Sharjah, UAE
  • 年月日: 2011-11-15
• [学会発表] Kinetic Studies of Hydration-dehydration in Nano-Scale Spaces for Smectite Clay Minerals (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Sato and Fujimoto
  • 学会等名: 10th International Congress for Applied Mineralogy
  • 発表場所: Trondheim, Norway
  • 年月日: 2011-08-02
• [学会発表] ガドリニウム固溶セリアの焼結過程における緻密化の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,小坂知己
  • 学会等名: 京大原子炉専門研究会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-26
• [学会発表] Characterizatin of open nanospaces in nanomaterials (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato
  • 学会等名: 2nd International Conference NANOCON 2010
  • 発表場所: Olomouc, Czech
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Geological environment with nanotechnology (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and N. Shikazono
  • 学会等名: 2nd International Conference NANOCON 2010
  • 発表場所: Olomouc, Czech
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Elemental Migration through Nano andSubnano-Scale Pores in Geological Environment (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and N. Shikazono
  • 学会等名: 36th International Symposium on Environmental Analytical Chemistry
  • 発表場所: Rome, Italy
  • 年月日: 2010-10-08
• [学会発表] 陽電子消滅法によるガドリニウム固溶セリアの焼結過程の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,小坂知己
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Geological environment with respect to sub-nanoscale pores (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and N. Shikazono
  • 学会等名: International Conference on Nanotechnology : Fundamentals and Applications
  • 発表場所: Ottawa, Canada
  • 年月日: 2010-08-06
• [学会発表] Characterization of Nanodefect and Elemental Migration in Insulating Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, K. Fujimoto, M. Nakata, and N. Shikazono
  • 学会等名: Europhysical Conference on Defects in Insulating Materials
  • 発表場所: Pecs, Hungary
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] 地質環境における石英生成メカニズムの研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,藤本光一郎,中田正隆,八田珠郎
  • 学会等名: 第47回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 日本未来科学館
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] ポジトロニウムを用いた石英生成プロセスのナノ構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,藤本光一郎,中田正隆,八田珠郎,鹿園直建
  • 学会等名: 資源地質学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] ポジトロニウム元素依存性の発見とそれを用いたナノ構造評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] Probing Open Nanospaces in Functional Materials with Positronium (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, and Y. Kobayashi
  • 学会等名: The International Conference Material Science in the Age of Nano
  • 発表場所: Havana, Cuba
  • 年月日: 2009-11-26
• [学会発表] Studies of positronium states in alkali-metal occluded glasses (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, K. Ito, K. Hirata, Y. Kobayashi, and T. Hatta
  • 学会等名: Advanced Science Research Symposium 2009
  • 発表場所: 東海,テクノ交流館リコッティ
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] 陽電子寿命-運動量相関計測によるアルカリ金属吸蔵石英ガラスの研 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,村上英興,伊藤賢志,平田浩一,小林慶規
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] Characterization of Open Nanospaces in Porous Materials by Positronium (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sato, H. Murakami, and Y. Kobayashi
  • 学会等名: 3rd International Symposium Advanced Micro-and mesoporousmaterials' 2009
  • 発表場所: ブルガリア,アルベナ
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 地質環境における石英生成プロセスのナノ空孔サイトからの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,村上英興,藤本光一郎,中田正隆
  • 学会等名: 第46回アイソトープ・放射線研究発表会
  • 発表場所: 日本科学未来館
  • 年月日: 2009-07-02
• [学会発表] 北海道幌延堆積岩試料中のナノ空隙占有物質の分析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,中田正隆,鹿園直建,小室光世
  • 学会等名: 資源地質学会第59回年会学術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2009-06-26
• [学会発表] 陽電子消滅法によるナノ結晶材料中の核生成および成長過程の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤公法,村上英興,小林慶規
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [図書] Quasicrystals : Types, Systems, and Techniques, Chapter 3. Vacancies in Quasicrystals (2011)
  • 著者名/発表者名: B. E. Puckermann
  • 総ページ数: 77-105
  • 出版者: Nova Science Publishers, Inc.