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酸化物セラミックス中の重水素と空気の水蒸気の軽水素との低温置換反応の同位体差

氧化物陶瓷中氘与空气水蒸气中轻氢低温置换反应的同位素差异

基本信息

批准号：
09226213
负责人：
森田健治
金额：
$ 1.02万
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、酸化物セラミックス中に注入された重水素と空気水蒸気中の軽水素との置換反応係数およびその逆反応の係数を反跳粒子検出法を用いて測定し、置換反応の同位体差を解析することである。酸化物セラミックス試料にSrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ>が用いられた。5keVD_2^+イオンの照射によりDの注入された試料がH_2O(蒸留水)に10分間浸された時、Dは殆ど全てHと置換するが、5keVH_2^+イオンの照射によりHの注入された試料がD_2O(純水)に10分間浸された時、Hは全然Dと置換されないことが判明した。又、Dのイオン注入された試料がH_2O水蒸気にさらされた時の初期のHの置換係数は、4.6×10^<12>/cm^2であり、Hのイオン注入された試料がD_2O水蒸気にさらされた時のDの置換係数(4.6×10^<10>/cm^2・s)の100倍であることが判明した。酸化物セラミックスにおけるこの様な大きな水素置換の同位体差は、本研究で初めて観測された。この水素置換の大きな同位体差は、水素置換が表面におけるOHの解離吸着、Hの拡散、HD混合分子再結合による引き抜き反応と、その抜けあとへのHの捕獲により生じることを表わしている。この場合、同位体差は表面における解離吸着かあるいは拡散に寄される。このモデルを確認するために行われたH^+、D^+の同時注入によるH、Dの捕捉実験は、定常状態におけるDの捕捉量がHの捕捉量の1.3倍であり、注入水素の再放出がHD混合分子の再結合によることを示した。又、5keVH_2^+照射により内部に捕捉されたHの、0.5keVD_2^+照射により表面に注入されたDとの置換係数は、5keVD_2^+照射により内部に捕捉されたDの、0.5keVD_2^+照射により表面に注入されたHとの置換係数よりかなり小さいことが判明した。このことは、拡散が大きな同位体差の要因の1つであることを示している。

The purpose of this study is to determine the isotopic difference between heavy water and air water by using the rebound particle detection method. SrCe_<0.95>Yb_<0.05>O_<3-δ> is used as an acidizing agent. When the sample was immersed in distilled water for 10 minutes, D was almost completely replaced by H. When the sample was immersed in distilled water for 10 minutes, D was almost completely replaced by H. When the sample was immersed in distilled water for 10 minutes, H was completely replaced by H. In addition, the substitution coefficient of D at the initial stage of H_2O water evaporation was 4.6×10^<12>/cm^2, and the substitution coefficient of D at the initial stage of H_2O water evaporation was 4.6 ×10^<10>/cm^2·s. This study is preliminary to the determination of isotope differences in the presence of acid. The water element replacement of large isotope difference, water element replacement of surface, OH dissociation adsorption, H dispersion, HD mixed molecular recombination, introduction of hydrogen, capture of hydrogen, generation of hydrogen. In this case, the isotope difference is the surface of the adsorption. The simultaneous injection of H^+ and D^+ in the steady state and the capture of D are 1.3 times that of H. The recombination of HD mixed molecules in the injected water is shown. 5 keVD_2 ^+ irradiation, internal capture, 0.5 keVD_2 ^+ irradiation, surface injection, D ^+ irradiation, internal capture, D ^+ irradiation, 0.5 keVD_2 ^+ irradiation, surface injection, H ^+ irradiation, D ^+ irradiation The main cause of the isotope difference is 1.