【物理】239Pu核のNMR観測に世界で初めて成功　プルトニウムの研究に新たな展開−原子力機構・LANL

プルトニウムの研究に新たな展開　239Pu 核磁気共鳴（ＮＭＲ）

http://asrc.jaea.go.jp/pu_nmr/lanl.jpg
中堂博之研究員（左）及び安岡弘志嘱託（右）。239Pu-NMR信号発見直後、ロスアラモス国立研究所、
固体物理NMR実験室にて。

プルトニウム（Pu）は周期表のなかで最も扱いにくい複雑な元素であり、その正体は未知の部分が多く科学者を
魅了し続けてきている。また、Puの酸化物や錯体といった化合物は物性物理学的にも原子力材料科学的にも
重要な物質群であるが、金属同様それらの性質は十分理解されているとは言い難い。しかしながら、今、核
磁気共鳴（NMR）という良く知られた微視的分析手法が、これまで理解されていなかったPuにかかわる謎を解き
明かす強力な手段として登場した。

日本原子力研究開発機構（JAEA）、先端基礎研究センター（ASRC）と米国ロスアラモス国立研究所（LANL）の
研究者は239Pu核のNMR観測に世界で初めて成功した。この発見は、Pu金属やその化合物の複雑な要素が
絡み合う未知の物性や機能を原子レベルで解読できる"ロセッタストーン"となることは確かである。この研究は、
"Observation of 239Pu Nuclear Magnetic Resonance"というタイトルで米国Science Magazineの5月18日
号に掲載され、この号のハイライトの一つに選ばれている。

過去50年にわたって、世界中の物理学者や化学者が239Pu-NMR信号の探索に努力してきたが未だに成功
していなかった。今回、JAEA/ASRCの持つ世界最高レベルのNMR技術とLANLにおける卓越したPu化合物
取り扱い技術を融合し国際共同研究としてLANLにおいて信号の観測に挑戦した。研究チームは最も適した
化合物として二酸化プルトニウム（PuO2）に狙いをつけ、高純度の試料を作成した。LANLの客員教授安岡
弘志（JAEA/ASRC、非常勤嘱託）をリーダーとするチームは、このPuO2を用い、液体ヘリウム温度（約4K）で
外部磁場を掃引することにより239Pu-NMRの観測に初めて成功した。

http://asrc.jaea.go.jp/pu_nmr/fig1.gif
PuO2における239Pu-NMRの周波数−磁場ダイアグラム（この勾配から核磁気回転比が決定される）と実験装置の模式図。

1949年の発見以来、NMR分光法は物質の原子や分子レベルでの評価や1H-NMRを用いた断層撮影（MRI）
への応用など広い分野へ展開されてきている。また、NMRは、化学、物理や医学における原理を探求する原子
スケールでの無侵蝕な手段として特徴的な役割を演じてきている。このような輝かしいNMR分光法の歴史の中で、
今回の239Pu-NMRの発見はPuに関する固体物理、化学、生物学や材料科学の発展に革命的な進歩をもた
らすものと研究者達は信じている。

このような研究の過程で、研究チームはNMRにとって最も重要な239Pu核固有のパラメーターである核磁気回転
比を決定した。この核磁気回転比は"核の指紋"と呼ばれ、原子核の磁気モーメントとスピン角運動量を関係
づける定数であると同時に、NMRの共鳴周波数と磁場とのあいだの比例常数でもある（共鳴周波数＝核磁気
回転比 磁場）。この核磁気回転比が決定されたことにより、物質中で共鳴条件をピンポイントに設定できるように
なった。物質中でのNMRは基本的に核磁気をプローブとして電子の状態を明らかにすることにある。この電子が、
とりもなおさず、Pu金属や化合物の伝導や磁性や化学反応性といった基本的な物性を制御している。従って、
239Pu-NMRを利用することにより、Pu単体金属の構造の不安定性、化合物における異常な高温超伝導の発現
機構や環境や生体と強く相互作用しているPu錯体形成のプロセス等未解決の分野の研究が大きく前進することが
期待されている。

http://asrc.jaea.go.jp/pu_nmr/fig2.gif
239Pu-NMRの発見と波及効果

更に、原子力工学の分野では核燃料、安全性の高い原子力発電に材料の模索、環境中におけるPuイオンの
挙動や核燃料廃棄物の長期保存といった分野でPu化合物の更なる理解は不可欠である。239Pu-NMRは
これらの分野の革新的は研究にも強力な手段となる。 以上のごとく、239Pu-NMRの発見により物性物理学を
はじめとするPuに関する多岐にわたる分野で、未踏領域の解明に挑戦できる、まさに、ロゼッタストーンを手に入れた
ことになる。Pu科学の新しい展開に期待が膨らむ。

>>2辺りに続く

独立行政法人 日本原子力研究開発機構　2012年5月8日
www.jaea.go.jp/02/press2012/p12051701/02.html

本プロジェクトの研究チームは、JAEA/ASRC側が安岡 弘志（非常勤嘱託）、中堂 博之（任期付研究員）、LANL
側がGeorgios Koutroulakis, Eric D. Bauer, David L. Clark, Gordon D. Jarvinen, Scott Richmond, Alice I.
Smith, Joe D. Thompson、 Douglas K. Veirsの各博士であった。

Observation of 239Pu Nuclear Magnetic Resonance
H. Yasuoka, G. Koutroulakis, H. Chudo, S. Richmond, D. K. Veirs, A. I. Smith, E. D. Bauer, J. D. Thompson,
G. D. Jarvinen, D. L. Clark
Science 18 May 2012: Vol. 336 no. 6083 pp. 901-904 DOI: 10.1126/science.1220801
http://www.sciencemag.org/content/336/6083/901.abstract

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なるほどなるほど

測るだけの実験で世界発だというのは少々信じがたいな。

半可通から見て、まだだったというのが意外、ということって
色々とあるんだろうな

測定が難しかったのは、磁気回転比が小さいからか？
14Nなんかは3MHz/Tくらいだけど昔から測定できていたから、それだけが原因とは思えないが。

>>6
濃度でしょ。

>>7
高純度のPuO2の固体なんて、それこそ核兵器級プルトニウムとして昔から
あったと思うが。

　　　　　　　　　ナ ゝ　　　ナ ゝ　/　 　 十＿"　 　 ー;=‐　　　　　　　　　|! |!
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ヾヽ　　　　 l　　　　　 `　 ｀ヽ、 l　 .／　　ヽ　　　　　 l　　　　　　　　　）　　,; ／　　　,'　　　　'^i

東芝＝原子力村A(ラスボス)
日本原子力研究開発機構＝原子力村B(中ボス) 年間予算3000億ジャブジャブ使って1ワットも発電しないゴミ研究してる
文科省・経産省＝原子力村B’(中ボス)
東電＝原子力村C(ザコ)

毎日新聞　2012年06月16日
もんじゅ:炉内中継装置落下　原子力機構、組織の問題点を報告　／福井
http://mainichi.jp/area/fukui/news/20120616ddlk18040577000c.html

高速増殖原型炉「もんじゅ」20+件（敦賀市）の炉内中継装置が原子炉容器に落下した事故で
日本原子力研究開発機構は１５日、事故の根本原因の分析結果を経済産業省
原子力安全・保安院に提出した。落下は製作メーカーの設計ミスなどが原因だったが、
報告書では「製作メーカーを過度に信頼する傾向があり、自分たちで課題を発見し、
解決する姿勢が不足していた」と、組織としての問題点に言及した。

　報告書では他にも、原子力機構には、潜在的なリスクを検討するような視点が
なかったことなどを原因として挙げた。今後は、職員による専門チームを設けるなどして、
チェック体制を強化していくという。

　原子力機構は３月に、装置落下の原因と対策を保安院に提出したが、保安院は不十分
として、根本原因の分析と対策を追加報告するよう指示していた。【
-------------------------

(日本原子力研究開発機構は)「製作メーカーを過度に信頼する傾向があり、
(日本原子力研究開発機構は)自分たちで課題を発見し、解決する姿勢が不足していた」と、
組織としての問題点に言及した。

どうでもいいくだらんオナニー研究ばっかで、
原子力の安全対策も怠り、福島を爆発させやがったオナニー集団＝原子力研究開発機構

　　　米国ロスアラモス国立研究所

ジャイロ絡めればいいのに。
「ゼロ」がポイントだな。

NMRはそもそも感度が悪い。プルトニウムの検出に放射線で測定する以上の意味をどれだけ
求め得るかのほうが疑問だ。別にやったっていいけどさ。
悪いけど、今、日本でやるべき研究じゃないと思うよ。

>>14
検出じゃなくてどういう化学状態なのかを調べるためだよ

>>9
それはMMRや

わかってない奴大杉ワロタ

結局は低温・高磁場の環境が達成できたからということになるんだろうか
プルは６Kでも内部磁場が発現しないらしいね

http://www.jaea.go.jp/02/press2012/p12051701/index.html

単体のPuでは5f電子の軌道角運動量による常磁性のせいで緩和時間が短すぎて
信号が検出できないから、5f電子からの磁性の寄与がないPuO2を選んだという
ことかな。

ふーん

>>18
この程度の温度と磁場ならどこでも作れるからそこら辺は関係無いかと

>>15
検出しただけで化学状態がわかるのかよ。おめでてーな

おい3行解説班はやくしろ！

>>22
NMRを「単なる元素の定量法」とか思ってんのかよ。おめでてーな

>>!
デーモンコアぶつけんぞ！！！
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%83%BC%E3%83%A2%E3%83%B3%E3%83%BB%E3%82%B3%E3%82%A2

固体NMRってだけでなんかもう良くやるなーって感じ
400MHzまでしか触ったこと無いけど

こんなでかい元素だと　どうやって計算するの？
エネルギー準位がありすぎて困りそうな気がするんだけど？

研究したいからどんどんプルトニウムを作りたいとか言い出すのか？

>>27
ｓ＝１/２だから核のスピン準位は2つしか無いよ

最終的に食えるようにしたいんだろう？

おれはチンプンカンプンだが
このスレにはわかってそうな奴がそこそこ居るみたいだ
頼もしい

プルトニウムの比較的豊富な同位体の中で238Puと240Puは核スピンが0でNMRでは
検出できないから、239Puをプローブにするわけか。

定量だけでいいならICPで十分だろ。
NMRだからこそイインダヨ！

これ一回の測定にめっちゃ時間かかるんだろな

2行で分かりやすくおせーて

飲み込んでもすぐに死ぬことはありません。
胃に入ってもほとんどが排出されます。ハイ

純良な単結晶のおかげで固体NMRできましたってことか？

固体NMRに単結晶はいらない。
前にも出てきたがNMRは感度が悪い。今サンプル量をつぎ込んでこういう学術研究を
することはないと思うぜ。

『ガチ』の敵『優多野手頭・淮蛙老』です。m(__)m

名古屋で『女好き』を演じる、皆さんのアイドル『憂多歌弗』と『遊介』と『喉駛』を助けてあげて下さい。
神奈川県内で『マイマイ一族』に監禁されています！他にも『イイオトコ』ばかり、イロマンゴ島から逃げて来た『朝鮮総連・マイマイ一族』に拘束されています！
詳しくは『検索エンジンGoogle』で『インターネットテレビ 朝鮮総連 人質 著名人』で動画が観られたら『マイマイ朝鮮総連』のサイバーテロ被害から免れた方です。

なるほど！さっぱりわからんわいｗｗｗｗ

MMRっていうとあれか

｢話は聞かせてもらった、地球はry) AA

>>16
ﾜﾛﾀwww

"プルトニウム原子の検出・定量のための研究"
だと勘違いしてる奴が多すぎじゃね？

させておけばいい。
そして無理に理解させることもない。
どうせわかったところで何の役にも立たない奴等だ

測定した原子が何の原子と結合しているかまでが推定できるのがNMRだからな。
結果として未知サンプルに含まれる化合物がどんなものかまで分かる。

エタノール試料で水素のNMRを測定すれば（事前に組成式がC2H6Oと分かっているとして）、
酸素に直接結合している水素1つ、酸素と結合している炭素と結合している水素2つ、
酸素と結合していない炭素に結合している水素3つということまで情報が得られる。

リチウムのNMRがリチウム電池の電極の挙動の研究に使われるのと同じような感じに
燃料棒中のプルトニウムの結合が温度や圧力でどう変化していくのかとかを研究する
のが最終目標になるんだろうね。

なんでNMRでやる必要があるのか

後のJASRACである

>>45
＞測定した原子が何の原子と結合しているか

本来のNMRは核内の情報を得るものだけどね
だからプルでの最終目標てのは核内

62 ：神條　遼"メタトロン"ねーちん ◆2/P6Chairg ：2011/03/11(金) 17:51:40.41 ID:b4yoHGHw ?-2BP(3456)
炉心は停止中だから。
慌てる必要はない。

331 ：神條　遼"メタトロン"ねーちん ◆2/P6Chairg ：2011/03/12(土) 12:22:14.15 ID:aMXLCbyD ?-2BP(3456)
うん。既に炉心停止措置は終わってるから、メルトダウンの心配はないけどね。

709 ：神條　遼"メタトロン"ねーちん ◆2/P6Chairg ：2011/03/12(土) 14:27:09.62 ID:aMXLCbyD ?-2BP(3456)
燃料棒の一部が露出してたから融解しただけでしょ？
メルトダウンとは違うぞ？？

525 ：神條　遼"メタトロン"ねーちん ◆2/P6Chairg ：2011/03/12(土) 16:58:56.27 ID:aMXLCbyD
だから、スリーマイルは容器に亀裂が走っていたからメルトダウンなんだよ。
今回は燃料棒と被覆管だけ（しかも一部）が融解したのみだから、メルトダウンじゃない。

642 ：神條　遼"メタトロン"ねーちん ◆2/P6Chairg ：2011/03/12(土) 17:11:24.94 ID:aMXLCbyD
燃料棒溶けただけじゃ、メルトダウンとは言わないんだけど。

724 ：神條　遼"メタトロン"ねーちん ◆2/P6Chairg ：2011/03/16(水) 11:53:40.95 ID:29nqqQkS ?-2BP(3456)
馬鹿なんだから黙ってろ、陰謀論者。
リチャード・コシミズや太田龍と同レベルだ貴様。

中性子をぶつけてみたいお

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外部磁場を掃引、てパルスじゃないんかい

このスレはNMRで元素の定量をしている人が結構多いんだな
金属錯体の構造解析に使うとかそんなイメージしかなかったわ