Studies on the stability of ultra fine bubble by use of radioactive isotopes as probe

放射性同位素探针研究超细气泡稳定性

基本信息

批准号：
21K03854
负责人：
谷垣実
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度は原子炉運転期間と試料作製のタイミング等の問題でキセノンガスのウルトラファインバブルの内部圧力測定と寿命測定の実施が行えなかった。しかし、酸素のウルトラファインバブル水にインジウム111をプローブ核として導入し、pH=7~8と10.5付近に調整した試料について摂動角相関法によるスピン緩和の測定を行った。インジウム111はpH=1~2.5の塩化インジウム塩酸溶液として供給されるため、酸素のウルトラファインバブル水に滴下後pH調整をおこなって測定をすることになる。pH調整には従来の水酸化ナトリウムではなく炭酸ナトリウムを用いたことでpH7~8付近の調整が容易になった。比較対象としてウルトラファインバブルを含まない水についてもpHを同様に調整して測定した。水の場合のスピン緩和スペクトルは20 ns付近で見られる落ち込みと40 ns程度以降から続く平坦な形状なっているが、これはインジウムの水和イオンの対称性がpHに依存することやその回転運動などを反映したためと理解されているが、ウルトラファインバブルでも同様の形状でありながら20 ns付近の落ち込みがほぼ0まで落ち込み、ウルトラファインバブルを含まない水の場合と明らかな差が出ることがわかった。これはウルトラファインバブルが周囲の水和イオンの構成に影響を与えていることを強く示唆する結果であり、ウルトラファインバブルの界面の特性や安定性に関する重要な情報である。また、ウルトラファインバブルの周囲との相互作用や安定性に関する新たな知見が得られた。また摂動角相関測定に必要な計測系の整備も進めた。

去年，由于诸如反应堆运行期和样品制备时期等问题，我们无法测量Xenon气体超铁气泡的内部压力和寿命。然而，将111引入氧气的超细气泡水作为探针核，并使用扰动角度相关方法测量了调整为pH = 7-8和10.5左右的样品的扰动角度相关方法。由于鉴别111作为氯化二盐酸溶液提供的pH值为1至2.5，然后将其添加到带有氧气的Ultrafine气泡水中，然后调整以测量pH。为了调整pH值，使用碳酸钠代替常规的氢氧化钠，从而更容易调节围绕pH 7-8的pH值。为了进行比较，还通过以相同的方式调整pH值来测量不包含超铁气泡的水。 The spin relaxation spectrum in the case of water has a flat shape that continues from around 40 ns onwards, as seen in water from about 20 ns, but it is understood that this is because the symmetry of the hydrated ions in indium depends on pH and its rotational motion, but it has been found that even though the ultrafine bubble has a similar shape, the drop in the vicinity of around 20 ns drops to almost zero, resulting in a clear difference from the case of water那不包含超铁气泡。这强烈表明超铁气泡会影响周围水合离子的组成，并且是有关超铁气泡界面的性质和稳定性的重要信息。此外，已经获得了与超铁气泡和稳定性周围环境相互作用的新知识。我们还继续制定扰动角相关测量所需的测量系统。