フラーレン中の不安定原子核の半減期比較精密測定

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12640532
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大槻 勤 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50233193)
• Keywords: フラーレン / 半減期 / 原子核反跳

Research Abstract

原子内包フラーレンに対して、多量に生成することができるC60やC70の生成過程において原子を内包することは困難とされてきたが、我々は加速器を利用した核的反眺法を用いて、放射性同位元素を直接外からC60やC7Oフラーレン分子に内包させることができることを放射能をトレースすることにより見いだした。内包された原子はベリリウムやクリプトン、キセノンなどであるが、これらの放射性同位元素においてEC崩壊核種であるBe-7に着目し、その化学形Be@C6Oの状態において半減期の精密測定を行った。本研究計画では系統的誤差をできるだけ少なくするために、比較測定装置を導入して常温と6Kの状態において、半減期がどれほど異なるか調べた。Be-7はいろいろな化学形についてその半減期の報告がなされている核種で、53日を多少越える半減期が与えられている。本研究では常温では51.96±0.06日、6Kの温度では52.98±0.05という結果が与えられた。この値は天然に存在するK-40の放射能の観測値が統計内で一定であることから信頼できる値と考えられる。フラーレンに内包された原子はケージ゛の内側において高速で回転していると言われているが、最近の研究では80K以下になると内包された原子の運動が止まることが分かってきた。本測定の結果ではこの化学的なdynamicsとstaticな違いが現れているのかもしれない。今後、本研究で導入された冷却システムを用いてBe-7の半減期を再度チェックするとともに、いろいろな核種について測定が必要である。

Research Products

• [Publications] T.Ohtsuki et al.: "Systematic study of foreign-atom-doped fullerenes by using nuclear recoil method and their MD simulation"Journal of Chemical Physics. 112. 2834-2842 (2000)
• [Publications] K.Akiyama et al.: "Isolation and characterization of light actinide metallofullerene"Journal of American Chemical Society. 123. 181-182 (2001)
• [Publications] T.Ohtsuki et al.: "Formation of new materials in fullerenes by using nuclear recoil : Ab case"Scripta Materialia. 44. 1575-1578 (2001)
• [Publications] T.Ohtsuki et al.: "Formation of Sb-and Te-doped fullerenes by using a nuclear recoil and MD simulation"Physical Review B. 64. 125402-(1-5) (2001)
• [Publications] K.Shiga et al.: "Formation of N-doped C_<60> studied by ab initio molecular dynamics simulations"Materials Transitions. 42. 2189-2193 (2001)
• [Publications] T.Ohtsuki et al.: "Se-atom incorporation in fullerene by using nuclear recoil and Ab initio MD simulations"Physical Review B. 65. 073402-(1-4) (2002)
• [Publications] T.Ohtsuki (共著): "Clusters and Nanomaterials"Springer. 340 (2001)