DSpace Collection: 2006-03-22
http://hdl.handle.net/2115/8306
2006-03-222024-03-29T15:21:30Zはじめに
http://hdl.handle.net/2115/8338
Title: はじめに
Authors: 本堂, 武夫2006-03-21T15:00:00Z本堂, 武夫氷およびクラスレートハイドレートの照射効果と年代測定・環境評価への試み : 星間空間のアモルファス氷から海洋底のガスハイドレートまで
http://hdl.handle.net/2115/8337
Title: 氷およびクラスレートハイドレートの照射効果と年代測定・環境評価への試み : 星間空間のアモルファス氷から海洋底のガスハイドレートまで
Authors: 谷, 篤史; 法澤, 公寛; 矢田, 猛士; 竹家, 啓
Abstract: 氷やクラスレートハイドレートに放射線を照射すると内部にラジカル種が誘起される.その一部は試料内部で安定化し,電子スピン共鳴(ESR)法により検出できる.本稿では,星間空間の氷星間塵に存在すると考えられているアモルファス氷や南極氷,霧氷,メタンハイドレートといった試料を対象とし,その照射効果をESR法により調べ,年代測定や環境評価の可能性について検討した.; Radiation effects on amorphous ice, Antarctic ice, rime ice and methane hydrate have been studied by electron spin resonance (ESR) for chronological applications and environmental assessments. In amorphous ice, HO2 radicals formed by UV light exposure decay around 150 K, followed by phase transition from amorphous ice to ice (Ic). In Antarctic ice and lime ice, NO2 was detected after gamma-ray irradiation, suggesting that ESR signals of NO2 may be used as a tracer of NOx or NO3- in ice. In methane hydrate, methyl radicals formed by gamma-ray irradiation decayed over 193 K, dissociation temperature of methane hydrate. The radical may be stabilized in the cages formed by water molecules.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z谷, 篤史法澤, 公寛矢田, 猛士竹家, 啓氷やクラスレートハイドレートに放射線を照射すると内部にラジカル種が誘起される.その一部は試料内部で安定化し,電子スピン共鳴(ESR)法により検出できる.本稿では,星間空間の氷星間塵に存在すると考えられているアモルファス氷や南極氷,霧氷,メタンハイドレートといった試料を対象とし,その照射効果をESR法により調べ,年代測定や環境評価の可能性について検討した.
Radiation effects on amorphous ice, Antarctic ice, rime ice and methane hydrate have been studied by electron spin resonance (ESR) for chronological applications and environmental assessments. In amorphous ice, HO2 radicals formed by UV light exposure decay around 150 K, followed by phase transition from amorphous ice to ice (Ic). In Antarctic ice and lime ice, NO2 was detected after gamma-ray irradiation, suggesting that ESR signals of NO2 may be used as a tracer of NOx or NO3- in ice. In methane hydrate, methyl radicals formed by gamma-ray irradiation decayed over 193 K, dissociation temperature of methane hydrate. The radical may be stabilized in the cages formed by water molecules.ガスハイドレートの自己保存効果に関する最近の研究
http://hdl.handle.net/2115/8336
Title: ガスハイドレートの自己保存効果に関する最近の研究
Authors: 竹谷, 敏
Abstract: It was found that CH4 hydrate and ice could be stored at an atmospheric pressure below 273 K for long periods ; this phenomenon was named as self-preservation. However, a remaining puzzle is the anomalous preservation behavior of CH4 hydrate samples in which the storage stability of CH4 hydrate is greater between 242 and 271 K than it is below 240 K. In this paper, I summarize recent studies on the self-preservation phenomena and discuss the mechanism of self-preservation during dissociation of CH4 hydrate.; 氷点下温度でのガスハイドレートの分解は,ハイドレートの分解によって形成される氷が圧力容器の働きをし,解離圧以下の圧力条件においてもハイドレートの分解が抑制されると考えられてきた.近年,Sternらにより"anomalous preservation"も報告され,ガスハイドレートの分解メカニズムはいまだ解明されていない.本稿では,ガスハイドレートの自己保存効果に関する最近の研究を紹介するとともに,そのメカニズムについて考察する.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z竹谷, 敏It was found that CH4 hydrate and ice could be stored at an atmospheric pressure below 273 K for long periods ; this phenomenon was named as self-preservation. However, a remaining puzzle is the anomalous preservation behavior of CH4 hydrate samples in which the storage stability of CH4 hydrate is greater between 242 and 271 K than it is below 240 K. In this paper, I summarize recent studies on the self-preservation phenomena and discuss the mechanism of self-preservation during dissociation of CH4 hydrate.
氷点下温度でのガスハイドレートの分解は,ハイドレートの分解によって形成される氷が圧力容器の働きをし,解離圧以下の圧力条件においてもハイドレートの分解が抑制されると考えられてきた.近年,Sternらにより"anomalous preservation"も報告され,ガスハイドレートの分解メカニズムはいまだ解明されていない.本稿では,ガスハイドレートの自己保存効果に関する最近の研究を紹介するとともに,そのメカニズムについて考察する.中性子散乱で見るメタンハイドレートの動的構造
http://hdl.handle.net/2115/8335
Title: 中性子散乱で見るメタンハイドレートの動的構造
Authors: 加美山, 隆; 鬼柳, 善明; 岩佐, 浩克; 内田, 努; 海老沼, 孝郎; 成田, 英夫; Bennington, Stephen M.
Abstract: 中性子が物質中の原子や分子の熱運動程度のエネルギーを持つと,その波長は原子サイズのオーダー
になる.これにより,X線の回折と同様な条件の下,凝集体の回折現象の測定が可能となるうえ,原
子・分子の熱運動と中性子の間のエネルギーのやり取りを観測しやすい.つまり,中性子散乱実験で
は,凝集体の空間的な構造と運動に関する情報,すなわち動的構造を一挙に得ることが可能となる.
ここでは,この中性子散乱測定の特長を活かしてメタンハイドレートの測定を行い,得られた3次元
的な構造を持つスペクトルからメタン分子の微視的な運動を詳細に解析した例を示す.; Clathrate hydrates are nonstoichiometric inclusion compounds with a host framework composed of water molecules. Methane hydrate consists of two kinds of water cages, two pentagonal dodecahedra and six tetrakaidecahedra in a unit cell,which contains one methane molecule in each. It has been said that the methane molecule rotates almost free in the cage. We made measurements of dynamical structure factors over the wide Q-E space using neutron inelastic scattering. The obtained dynamical structure factor S(Q,E) of methane hydrate shows a characteristic feature in Q-E space. The rotational levels of methane coincide with those of a free methane molecule and show a recoil like behavior in the high Q region, meaning that methane molecules in methane hydrate rotate almost freely.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z加美山, 隆鬼柳, 善明岩佐, 浩克内田, 努海老沼, 孝郎成田, 英夫Bennington, Stephen M.中性子が物質中の原子や分子の熱運動程度のエネルギーを持つと,その波長は原子サイズのオーダー
になる.これにより,X線の回折と同様な条件の下,凝集体の回折現象の測定が可能となるうえ,原
子・分子の熱運動と中性子の間のエネルギーのやり取りを観測しやすい.つまり,中性子散乱実験で
は,凝集体の空間的な構造と運動に関する情報,すなわち動的構造を一挙に得ることが可能となる.
ここでは,この中性子散乱測定の特長を活かしてメタンハイドレートの測定を行い,得られた3次元
的な構造を持つスペクトルからメタン分子の微視的な運動を詳細に解析した例を示す.
Clathrate hydrates are nonstoichiometric inclusion compounds with a host framework composed of water molecules. Methane hydrate consists of two kinds of water cages, two pentagonal dodecahedra and six tetrakaidecahedra in a unit cell,which contains one methane molecule in each. It has been said that the methane molecule rotates almost free in the cage. We made measurements of dynamical structure factors over the wide Q-E space using neutron inelastic scattering. The obtained dynamical structure factor S(Q,E) of methane hydrate shows a characteristic feature in Q-E space. The rotational levels of methane coincide with those of a free methane molecule and show a recoil like behavior in the high Q region, meaning that methane molecules in methane hydrate rotate almost freely.顕微観察および高圧ラマン散乱測定によるガスハイドレートの圧力誘起相転移とケージ占有性の研究
http://hdl.handle.net/2115/8334
Title: 顕微観察および高圧ラマン散乱測定によるガスハイドレートの圧力誘起相転移とケージ占有性の研究
Authors: 佐々木, 重雄; 清水, 宏晏
Abstract: ダイヤモンド・アンビル・セルを用いた単結晶顕微観察およびラマン散乱分光測定は,ガスハイドレー
トの圧力誘起相転移およびゲストガス分子によるホスト水ケージの占有性の変化を調べる上で非常に
有効な手段である.本稿では,これら手法の特徴を解説するとともに,これまで我々が調べてきたア
ルゴンハイドレート,クリプトンハイドレート,窒素ハイドレート,メタンハイドレートの圧力誘起
相転移,ホスト水ケージのゲストガスによる占有性の結果について考察を行う.; Microscopic observation and in-situ Raman scattering studies on high-pressure phase transformations and cage occupancies of single-crystalline Ar, Kr, nitrogen, and methane hydrates were reviewed. In this article we explained the characteristics of these experimental methods for ascertaining high-pressure phase transformations and cage occupancy of guest molecules. We also discuss the results of the pressure-induced phase transformations and cage occupancy for gas hydrates.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z佐々木, 重雄清水, 宏晏ダイヤモンド・アンビル・セルを用いた単結晶顕微観察およびラマン散乱分光測定は,ガスハイドレー
トの圧力誘起相転移およびゲストガス分子によるホスト水ケージの占有性の変化を調べる上で非常に
有効な手段である.本稿では,これら手法の特徴を解説するとともに,これまで我々が調べてきたア
ルゴンハイドレート,クリプトンハイドレート,窒素ハイドレート,メタンハイドレートの圧力誘起
相転移,ホスト水ケージのゲストガスによる占有性の結果について考察を行う.
Microscopic observation and in-situ Raman scattering studies on high-pressure phase transformations and cage occupancies of single-crystalline Ar, Kr, nitrogen, and methane hydrates were reviewed. In this article we explained the characteristics of these experimental methods for ascertaining high-pressure phase transformations and cage occupancy of guest molecules. We also discuss the results of the pressure-induced phase transformations and cage occupancy for gas hydrates.X線回折によるガスハイドレートの高圧相変化と地球惑星科学的意義
http://hdl.handle.net/2115/8333
Title: X線回折によるガスハイドレートの高圧相変化と地球惑星科学的意義
Authors: 平井, 寿子; 山本, 佳孝; 川村, 太郎
Abstract: ガスハイドレートは,従来,内包するゲストサイズにより構造が選択されると考えられていたが,近
年ダイヤモンドアンビルを用いた高圧X線回折実験によって新たな相の存在や多様な相変化が明らか
となった.本稿では水素からキセノンまでのガスハイドレートに対し,ゲストサイズと圧力とをパラ
メータとする相変化を概観する.また,メタンハイドレートの特異的な高圧安定性を基に,海王星や
タイタンなどの氷惑星・衛星における存在の可能性を検討する.; Recent high-pressure studies on gas hydrates, including methane hydrate, have accumulated to the extent that we now have a better understanding of the phase changes in gas hydrates. A feature of phase changes in terms of pressure and guest size was summarised earlier in this paper. Gas hydrates with a guest size from argon to methane eventually take a common filled ice Ih structure, although they have different initial and intermediate structures. In the latter part, retention by the filled ice Ih structure of methane hydrate up to 42 GPa is described. In-situ x-ray diffractometry and optical observation revealed the existence of the filled ice structure with as volume change of 40% and large anisotropic compressibility. Symmetrization of the hydrogen bonds in water molecules forming the fundamental structure was suggested to occur. The meanings for geological and planetary sciences of the phase changes and the retention of a very high pressure of methane hydrate are also discussed.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z平井, 寿子山本, 佳孝川村, 太郎ガスハイドレートは,従来,内包するゲストサイズにより構造が選択されると考えられていたが,近
年ダイヤモンドアンビルを用いた高圧X線回折実験によって新たな相の存在や多様な相変化が明らか
となった.本稿では水素からキセノンまでのガスハイドレートに対し,ゲストサイズと圧力とをパラ
メータとする相変化を概観する.また,メタンハイドレートの特異的な高圧安定性を基に,海王星や
タイタンなどの氷惑星・衛星における存在の可能性を検討する.
Recent high-pressure studies on gas hydrates, including methane hydrate, have accumulated to the extent that we now have a better understanding of the phase changes in gas hydrates. A feature of phase changes in terms of pressure and guest size was summarised earlier in this paper. Gas hydrates with a guest size from argon to methane eventually take a common filled ice Ih structure, although they have different initial and intermediate structures. In the latter part, retention by the filled ice Ih structure of methane hydrate up to 42 GPa is described. In-situ x-ray diffractometry and optical observation revealed the existence of the filled ice structure with as volume change of 40% and large anisotropic compressibility. Symmetrization of the hydrogen bonds in water molecules forming the fundamental structure was suggested to occur. The meanings for geological and planetary sciences of the phase changes and the retention of a very high pressure of methane hydrate are also discussed.包接水和物の熱力学的安定性 : 空洞の多重占有
http://hdl.handle.net/2115/8332
Title: 包接水和物の熱力学的安定性 : 空洞の多重占有
Authors: 田中, 秀樹; 甲賀, 研一郎
Abstract: van der Waals and Platteeuw理論を拡張して,空洞の多重占有を理論的に取り扱えるようにした.空洞の多重占有の自由エネルギーの簡単な計算法を示し,それをアルゴン包接水和物構造IIの大きい空洞の二重占有に適用した.二重占有は270MPa以上で重要になることが示された.; We have extended the van der Waals and Platteeuw theory to treat multiple occupancy of a single cage of clathrate hydrates. We propose a simple way to calculate the free energy of multiple cage occupancy,and then apply it to an argon clathrate structure II in which a larger cage can be occupied by two argon atoms. It is found that double occupancy dominates over single occupancy when the guest pressure in equilibrium with the clathrate hydrate exceeds 270 MPa.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z田中, 秀樹甲賀, 研一郎van der Waals and Platteeuw理論を拡張して,空洞の多重占有を理論的に取り扱えるようにした.空洞の多重占有の自由エネルギーの簡単な計算法を示し,それをアルゴン包接水和物構造IIの大きい空洞の二重占有に適用した.二重占有は270MPa以上で重要になることが示された.
We have extended the van der Waals and Platteeuw theory to treat multiple occupancy of a single cage of clathrate hydrates. We propose a simple way to calculate the free energy of multiple cage occupancy,and then apply it to an argon clathrate structure II in which a larger cage can be occupied by two argon atoms. It is found that double occupancy dominates over single occupancy when the guest pressure in equilibrium with the clathrate hydrate exceeds 270 MPa.クラスレートハイドレート
http://hdl.handle.net/2115/8331
Title: クラスレートハイドレート
Authors: 本堂, 武夫2006-03-21T15:00:00Z本堂, 武夫「氷,水及びクラスレート水和物の物性に関する研究集会」に見るクラスレート水和物に関する物性研究の発展
http://hdl.handle.net/2115/8330
Title: 「氷,水及びクラスレート水和物の物性に関する研究集会」に見るクラスレート水和物に関する物性研究の発展
Authors: 内田, 努; 伊藤, 英之助
Abstract: クラスレート水和物の物性研究は,この10年間で長足の進歩を遂げている.その理由は,様々な実験
的手法がクラスレート水和物の測定に応用できるようになって来たこと,コンピュータの進歩により
大規模かつ高精度なシミュレーションが可能になってきたこと,そしてそれらを融合してクラスレー
ト水和物という複雑な物質の性質を解明しようと努力してきた研究者の熱意があったからである.本
稿では,こうした研究の発展経緯を,一つの研究集会で発表されてきた研究課題をレビューすること
で解説する.; Physical property studies on clathrate hydrates have remarkably advanced in the last decade. This has been supported by researchers seeking to reveal the physical properties of the complex material, clathrate hydrates. Application of various experimental techniques to the measurement of clathrate hydrates and performing largescale and accurate simulations utilizing new computer technologies are also reasons for this advancement. Here we review the studies on clathrate hydrates presented at this meeting and state the progress being made in hydrate research.
Description: 3章 クラスレートハイドレート研究のフロンティア2006-03-21T15:00:00Z内田, 努伊藤, 英之助クラスレート水和物の物性研究は,この10年間で長足の進歩を遂げている.その理由は,様々な実験
的手法がクラスレート水和物の測定に応用できるようになって来たこと,コンピュータの進歩により
大規模かつ高精度なシミュレーションが可能になってきたこと,そしてそれらを融合してクラスレー
ト水和物という複雑な物質の性質を解明しようと努力してきた研究者の熱意があったからである.本
稿では,こうした研究の発展経緯を,一つの研究集会で発表されてきた研究課題をレビューすること
で解説する.
Physical property studies on clathrate hydrates have remarkably advanced in the last decade. This has been supported by researchers seeking to reveal the physical properties of the complex material, clathrate hydrates. Application of various experimental techniques to the measurement of clathrate hydrates and performing largescale and accurate simulations utilizing new computer technologies are also reasons for this advancement. Here we review the studies on clathrate hydrates presented at this meeting and state the progress being made in hydrate research.Ice XIの中性子回折 : 水素原子の配置が完全に秩序化した氷は存在するか
http://hdl.handle.net/2115/8329
Title: Ice XIの中性子回折 : 水素原子の配置が完全に秩序化した氷は存在するか
Authors: 深澤, 裕
Abstract: 高圧下の氷は温度を下げるとIce VIIIと呼ばれる水素秩序構造に変化する.中性子回折の研究から,Ice VIIIの全ての水素原子は秩序化した配置を有することが分かっている.それでは,大気圧下に存在する通常の氷(Ice Ih)の場合,低温では何が起きるのであろうか?ここで,Ice XIと呼ばれる水素秩序構造が,長い時間を経て出現する可能性について考察する.果たして,水素原子の配置が完全に秩序化したIce XIは存在するのであろうか?; Water molecules are dipolar, and neutron diffraction studies provide evidence that ices VIIII and IX (the proton ordered phases of ices VII and III) exist as stable lowtemperature phases under high pressure. However, under an atmospheric pressure,the proton of "normal" ice Ih is disordered even though at a very low temperature. A question that has long fascinated researchers is whether there exists a ferroelectric proton-ordered ice named ice XI, as a stable phase and under an atmospheric pressure. This debate becomes a topical subject as:ice XI exists on Pluto? Time-resolved neutron diffraction studies of ice reveal new aspects of this subject.
Description: 2章 水系物質の物性研究フロンティア2006-03-21T15:00:00Z深澤, 裕高圧下の氷は温度を下げるとIce VIIIと呼ばれる水素秩序構造に変化する.中性子回折の研究から,Ice VIIIの全ての水素原子は秩序化した配置を有することが分かっている.それでは,大気圧下に存在する通常の氷(Ice Ih)の場合,低温では何が起きるのであろうか?ここで,Ice XIと呼ばれる水素秩序構造が,長い時間を経て出現する可能性について考察する.果たして,水素原子の配置が完全に秩序化したIce XIは存在するのであろうか?
Water molecules are dipolar, and neutron diffraction studies provide evidence that ices VIIII and IX (the proton ordered phases of ices VII and III) exist as stable lowtemperature phases under high pressure. However, under an atmospheric pressure,the proton of "normal" ice Ih is disordered even though at a very low temperature. A question that has long fascinated researchers is whether there exists a ferroelectric proton-ordered ice named ice XI, as a stable phase and under an atmospheric pressure. This debate becomes a topical subject as:ice XI exists on Pluto? Time-resolved neutron diffraction studies of ice reveal new aspects of this subject.