微量元素の化学研究を通した重元素の理解　モデルケースの提供

通过微量元素的化学研究了解重元素：提供典型案例

• 批准号: 21H01951
• 负责人: 笠松 良崇
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01951/
• 关键词: 重元素; 相対論効果; 相対論的量子化学計算; 核化学

2021年度に引き続き、各種金属を用いた抽出、沈殿実験と質量測定やXAFS測定による化学種の分析、量子化学計算の研究を進めた。4族元素の硝酸系のイオン交換実験やシュウ酸、マロン酸沈殿実験を行い、中でもシュウ酸系に関しては、実験結果から重元素の研究を行うにあたって適切な溶液濃度条件やキャリア元素を決定することができた。そこで、さらに加速器オンラインの実験を行うための実験手法、装置の開発も行い、その適用性を学会にて発表することができた。2族元素に対しては、これまで基礎実験を進めてきたクラウンエーテル抽出や硫酸沈殿の反応系において、実際に102番元素ノーベリウム（No）の化学実験を実現することができた。実際に理化学研究所にて大強度加速器を利用し、No-255を核反応により合成し、加速器オンライン化学実験によってその単一原子レベルでの化学挙動を観測することに成功した。これまでに見られなかった化学結合に関する知見を新たに観測することに成功し、論文の執筆を進めている。Noを対象とした新しい化学反応系の実験として、シュウ酸系の沈殿実験に関する基礎実験を開始し、吸光分析や滴定手法を利用して沈殿の収率を求めた。さらに、こちらに関しても実際にNoの実験を行うまでに到達し、現在解析を進めている。XAFS分析に関して、ウェーブレット変換という解析手法を利用することで水酸化ストロンチウムの錯体に対してこれまでに報告されていない錯体の形成を示唆する結果を得ることができた。これにより原子数に依存して沈殿の性質が変化する要因を提案することができている。量子化学計算においては、相対論を考慮した計算を行う環境を整備し、実際に今年度に得られたNoの実験結果をサポートする計算を行うことができた。軽い2族元素とは明らかに異なる電子軌道の寄与を確認することができ、非常に興味深い成果を得ることができたと考えている。

2021 annual に lead き 続 き, various metal を い た extraction, Shen Dian be 験 と quality determination や XAFS measurement に よ る chemical の analysis, quantum chemistry calculation を の research into め た. 4 group elements の nitrate is の イ オ ン exchange be 験 や シ ュ ウ acid, マ ロ ン acid Shen Dian be 験 を line い, で も シ ュ ウ acid system に masato し て は, be 験 results か ら heavy elements の を line う に あ た っ て appropriate な solution concentration conditions や キ ャ リ ア element を decided す る こ と が で き た. そ こ で, さ ら に accelerator オ ン ラ イ ン の be 験 を line う た め の be 験 technique and device の 発 も い, そ の applicability を learn に て 発 table す る こ と が で き た. 2 group elements に し seaborne て は, こ れ ま で basis be 験 を into め て き た ク ラ ウ ン エ ー テ ル spare や sulfate Shen Dian の anti 応 department に お い て 102's elements, the event be に ノ ー ベ リ ウ ム (No) の chemical be 験 を be presently す る こ と が で き た. Be interstate に riken institute に て し, No - 255 high intensity accelerators を を nuclear anti 応 に よ り synthetic し, accelerator オ ン ラ イ ン chemical be 験 に よ っ て そ の 単 one atom レ ベ ル で の chemical 挙 dynamic を 観 measuring す る こ と に successful し た. こ れ ま で に see ら れ な か っ た chemical combination に masato す る knowledge を new た に 観 measuring す る こ と に successful し, paper の penned を into め て い る. No を like と seaborne し た new し い chemical anti 応 is の be 験 と し て, シ ュ ウ acid is の Shen Dian be 験 に masato す る basis be 験 を し, suction light analysis technique を や titration using し て Shen Dian の 収 rate を o め た. さ ら に, こ ち ら に masato し て も be interstate に No の be 験 を line う ま で に reach し, now analytic を into め て い る. XAFS analysis に masato し て, ウ ェ ー ブ レ ッ ト variations in と い う parsing technique を USES す る こ と で water acidification ス ト ロ ン チ ウ ム の misprinted に し seaborne て こ れ ま で に report さ れ て い な い misprinted の formation を sucking す る results る を こ と が で き た. こ れ に よ り atomicity に dependent し て Shen Dian の nature が variations change す る proposed by を す る こ と が で き て い る. Quantum chemistry calculation に お い て は, phase theory of seaborne を consider し た count を う environment gearing up を し, the event be に our に ら れ た No の be 験 results を サ ポ ー ト す る count を う こ と が で き た. 軽 い 2 group elements と は Ming ら か に different な る electron orbital の send confirm with を す る こ と が で き, very deep に tumblers い results を る こ と が で き た と exam え て い る.

项目成果

多核金属錯体の機能発現機構解明に向けた量子化学的アプローチ

量子化学方法阐明多核金属配合物的功能机制

• 发表时间: 2023
• 作者: 上尾 雅大;宮崎 雄一朗;鈴木 敦子;綱島 亮;北河 康隆
• 通讯作者: 北河 康隆

クラウンエーテルを用いた102番元素ノーベリウムの硝酸系固液抽出実験

冠醚硝酸基102号元素固液萃取实验

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡邉瑛介;笠松良崇;横北卓也;中西諒平 大髙咲希 板倉悠大 ;益田遼太郎;王瑞麟;重河優大;南部明弘;殷小杰;羽場宏光;高宮幸一;篠原厚
• 通讯作者: 篠原厚

クラウンエーテルを用いた 102 番元素ノーベリウムの抽出実験と抽出錯体の相対論的量子化学計算

冠醚萃取诺贝尔102号实验及萃取配合物的相对论量子化学计算

• 发表时间: 2023
• 作者: Hideki Amii (担当: 分担執筆;Chap.3 Perfluoroalkyl Compounds for Industrial and Other Applications Pages 66-112);渡邉 瑛介
• 通讯作者: 渡邉 瑛介

Rfの共沈実験に向けたZr, Hf, Thのシュウ酸,マロン酸系でのフロー式共沈実験

Zr、Hf、Th 在草酸和丙二酸体系中的流动式共沉淀实验，用于 Rf 共沉淀实验

• 发表时间: 2022
• 作者: 中西 諒平;渡邉 瑛介;大髙 咲希;王 瑞麟;板倉 悠大;速水 翔;羽場 宏光;南部 明弘;篠原厚;笠松 良崇
• 通讯作者: 笠松 良崇

Coprecipitation with samarium hydroxide using multitracer produced through neutron-induced fission of 235U toward chemical study of heavy elements

使用 235U 中子诱发裂变产生的多重示踪剂与氢氧化钐共沉淀，用于重元素的化学研究

• DOI: 10.1016/j.apradiso.2021.110006
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Radiation and Isotopes
• 影响因子: 1.6
• 作者: Kasamatsu Yoshitaka;Nagase Masahiro;Ninomiya Hidemi;Watanabe Eisuke;Shigekawa Yudai;Kondo Narumi;Takamiya Koichi;Ohtsuki Tsutomu;Shiohara Naoya;Shinohara Atsushi
• 通讯作者: Shinohara Atsushi