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2007 Fiscal Year Annual Research Report

氷およびクラスレートハイドレートの強誘電性

Research Project

Project/Area Number 18740342
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

深澤 裕  Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30370464)

Keywords惑星 / 中性子 / 水 / 強誘電体
Research Abstract

中性子を用いてプロトンの微視的挙動を解明し、宇宙に存在する氷結晶およびクラスレートハイドレート(Clathrate Hydrate: CH)におけるプロトンの秩序条件を推定した。本年度は、昨年度予算で製作した中性子回折測定用の高真空試料チャンバーを研究用原子炉施設JRR-3に設置し、中性子回折の実験を実施した。中性子回折の精密な解析に基づいて、プロトンの秩序状態の詳細を解明した。本研究により、氷およびCHのプロトン秩序化に必要な温度条件が明らかになった。また、秩序化によって発生した特異な強誘電的性質が惑星形成に及ぼす影響を考察した。強誘電性氷粒のmigrationのメカニズムを中性子線と顕微鏡を用いて調べた。
本研究成果に基づくと、プロトン秩序氷は水分子単層当り約1mVの電位差を有すると推定される。従って、原始太陽系星雲のように水分子濃度の低い状況で凝集した厚さ0.1mm程度のプロトン秩序氷の塵が有する電位差は1万ボルトにもおよぶ。上記の結果をまとめ、氷粒の間では重力を凌駕する強いクーロン力が働き、惑星形成が従来の予測よりも著しく速くなる可能性を提唱した。
本提唱は、米国サイエンス誌(Editor's Choice, Science 315,p.18,2007)や海外のインターネットサイト、国内の新聞報道(2007年7月10日掲載,東京新聞24面)等で取上げられた。日本惑星科学会、日本中性子科学会の会誌にて日本語の解説文を発表し、中性子科学会や複数の研究会で依頼講演を実施した。また、科学番組サイエンスチャンネルの取材に協力する等、成果のアウトリーチ活動に努めた。

  • Research Products

    (19 results)

All 2008 2007 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 宇宙雪氷学の新展開-宇宙における強誘電体の氷の存在について-2008

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Journal Title

      日本中性子科学会誌「波紋」 18

      Pages: 97-102

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 固体中水素の欠陥と拡散 -中性子回折の時間分割測定-2008

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Journal Title

      第48回固体イオニクス研究会 中性子が拓く固体イオニクス材料解析

      Pages: 27-34

  • [Journal Article] Study suggests the existence of ferroelectric ice in outer space-a neutron diffraction study of ice XI-2007

    • Author(s)
      H. Fukazawa
    • Journal Title

      JAEA R&D Review 2

      Pages: 43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bond-selective photodissociation caused by vibrational excitation2007

    • Author(s)
      H. Akagi, K. Yokoyama, A. Yoko. yama, H. Fukazawa
    • Journal Title

      Proceedings of the 7th Symposium on Advanced Photon Research, JAEA-Conf

      Pages: 215-218

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The growth and structure of ferroelectric ice XI2007

    • Author(s)
      H. Fukazawa, A. Hoshikawa, N. Igawa, H. Yamauchi, Y. Ishii
    • Journal Title

      Progress Report on Neutron Scattering Research 4

      Pages: 86

  • [Journal Article] Growth process of methane hydrate from powder ice2007

    • Author(s)
      A. Hoshikawa, H. Fukazawa, N. Igawa, H. Yamauchi, Y. Ishii
    • Journal Title

      Progress Report on Neutron Scattering Research 4

      Pages: 84

  • [Journal Article] In situ neutron diffraction study of formation and decomposition process in clathrate hydrate2007

    • Author(s)
      A. Hoshikawa, H. Fukazawa, H. Yamauchi, N. Igawa, Y. Ishii
    • Journal Title

      Activity Report on Neutron Scattering Research: Experimental Reports 14

      Pages: 219

  • [Journal Article] 宇宙に強誘電体の氷が存在することを世界で初めて提唱 -中性子回折による氷XI相の研究-2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Journal Title

      日本原子力研究開発機構成果普及情報誌「未来を拓く原子力」 2

      Pages: 43

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 氷およびクラスレートハイドレートの強誘電性2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Journal Title

      Neutron Science Laboratory News Letter 1

      Pages: 41-43

  • [Presentation] Existence of ferroelectric ice in the universe -a neutron diffraction study-2008

    • Author(s)
      H. Fukazawa
    • Organizer
      Seminar: Ice and Hydrate Studies on Spallation Neutron Source
    • Place of Presentation
      Oak Ridge, USA
    • Year and Date
      2008-04-16
  • [Presentation] 固体中水素の欠陥と拡散 -中性子回折の時間分割測定-2008

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      第48回固体イオニクス研究会
    • Place of Presentation
      東海村
    • Year and Date
      2008-03-10
  • [Presentation] Existence of ferroelectric ice on planets -a neutron diffraction study-2008

    • Author(s)
      H. Fukazawa, A. Hoshikawa, B.C. Chakoumakos, J.A. Fernandez-Baca
    • Organizer
      International Symposium on Pulsed Neutron and Muon Sciences
    • Place of Presentation
      Mito
    • Year and Date
      2008-03-07
  • [Presentation] アマテラスへの期待 -中性子で水分子の動的挙動の謎を探る-2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      研究会「J-PARCの新しい冷中性子チョッパー型分光器アマテラスによるサイエンス」
    • Place of Presentation
      東海村
    • Year and Date
      2007-12-21
  • [Presentation] 宇宙に強誘電体の氷 -固体中水素の欠陥と秩序化-2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      第6回水素量子アトミクス研究会「低温凝集系における水素の化学と物性」
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2007-12-15
  • [Presentation] 宇宙における強誘電体の氷の研究2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      日本中性子科学会第7回年会
    • Place of Presentation
      福岡市
    • Year and Date
      2007-11-28
  • [Presentation] 宇宙に強誘電体の氷 -中性子回折実験で存在提唱-2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      日本惑星科学会2007年春季講演会
    • Place of Presentation
      高知市
    • Year and Date
      2007-09-25
  • [Presentation] 氷結晶中の欠陥と構造相転移2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      日本物理学会2007年秋季大会
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Year and Date
      2007-09-21
  • [Presentation] 宇宙における強誘電体の氷の存在 -宇宙氷の謎を中性子で探る-2007

    • Author(s)
      深澤 裕
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2007年大会
    • Place of Presentation
      千葉市
    • Year and Date
      2007-05-21
  • [Remarks] 原子力機構プレス発表

    • URL

      http://133.188.30.70/02/press2006/p06122201/index.html

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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