極低温,量子固体をマトリックスに用いた水素ラジカルの量子トンネル反応

低温下使用量子固体基质的氢自由基的量子隧道反应

• 批准号: 05237217
• 负责人: 宮崎 哲郎
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05237217/
• 关键词: 極低温; 量子固体; 固体水素; トンネル反応; H原子; トリチウム; ESR; トンネル効果

固体水素は次のような特異的性質をもっている。p-H_2は回転量子状態がJ=0であり、核スピンが0である。一方、o-H_2はJ=1の状態にあり、核スピンは1である。本研究では、このような量子固体H_2を化学反応のマトリックスとして使用する。第一のテーマとしては、トンネル反応に対する回転量子状態(J=0,1)の影響を調べた。4.2K固体水素[p-H_2またはn-H_2(75% o-H_2)]にγ線を照射しH原子の拡散・減衰速度を求める。拡散はH_2+H→HH_2トンネル反応の繰り返しによって起こると考えられ、減衰速度はトンネル反応の速度に対応する。また、^6Li(n,α)T反応によってT原子を入射するとH_2+T→H+HTトンネル反応が起こる。p-H_2とn-H_2(75% o-H_2)を用いた時のHTの収量はトンネル反応の速度に対応する。以上の結果からk[H_2(J=0)+H(T)]/k[H_2(J=1)+H(T)]の比を求めると約4となる。H原子やT原子は、H_2分子とトンネル反応を起こし、H_2(J=0)とはH_2(J=1)よりも速く反応することが明らかになった。第二のテーマとしては、ESRスペクトルに対する量子固体H_2の影響を調べた。p-H_2中のH原子のESRスペクトルはn-H_2(75% o-H_2)中のスペクトルよりも線幅が著しく狭い。これはp-H_2中ではH原子と周囲のH_2分子とのSuperhyperfine相互作用が無いためである。この研究をさらにアルキルラジカルのESRスペクトルの場合にも展開した。p-H_2中では液体中のようにスペクトルの線幅が極めて狭く超微細構造が明確に現われることを見出した。

The characteristics of solid water are different from each other. P-H_2 returns the quantum status of Junction 0, and the core of the system. On the other hand, the o-H_2

项目成果

宮崎哲郎: "極低温における量子力学的トンネル効果反応の新展開" Isotope News. 4. 2-7 (1993)

Tetsuro Miyazaki：“极低温下量子力学隧道反应的新进展”同位素新闻。4. 2-7 (1993)

T.Miyazaki: "“High Selective Reaction Deduced by Tunneling Effect"in“Reactivity in Molecular Crystals"" Kodansha-VCH Inc.(ed.by Y.Ohashi), 348 (1993)

T.Miyazaki：“分子晶体中的反应性”中的“通过隧道效应推导的高选择性反应”讲谈社-VCH Inc.（Y.Ohashi编），348（1993）

T.Miyazaki: "Formation of Excited OH Radicals in High-Energy-Electron-Irradiated Ice at Very Low Temperature" J.Phys.Chem.97. 10715-10719 (1993)

T.Miyazaki：“极低温度下高能电子辐照冰中激发的 OH 自由基的形成”J.Phys.Chem.97。

T.Miyazaki: "Further Study on Trapping Sites of Hydrogen Atoms in Solid Hydrogen at 4.2K Analyzed by ESR Linewidths." Bull.Chem.Soc.Jpn.66. 2409-2411 (1993)

T.Miyazaki：“通过 ESR 线宽分析 4.2K 固体氢中氢原子捕获位点的进一步研究”。

T.Miyazaki: "Effect of Rotational Quantum States(J=0.1)of Matrix H_2 Molecules on ESR Spectra of Radicals at 4.2K" Chem.Phys.Letters. (1994)

T.Miyazaki：“基质 H_2 分子的旋转量子态 (J=0.1) 对 4.2K 自由基 ESR 光谱的影响”《化学物理快报》。