Posted in宇宙・地球 物質・化学

10Beは地球磁場反転の指標となる

放射性同位体の応用として変わったところでは、10Be (半減期1.51(6)x 10^6 年)が地磁気の逆転現象の証拠の一つになるようです。Beは安定同位体が中性子数が奇数の9Beしかない変わった原子核で、10Beは宇宙線の影響でわずかに作られ続けています。 https://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_beryllium 地磁気の逆転現象が起こる時には地球の磁場が弱くなり宇宙線がたくさん降り注ぐため、その時に地上で作られた岩石中の10Beが増え、地層の解析や他の同位体法で年代決定をすれば、地磁気の逆転の年代がわかるという仕組みです。鉱物中の強磁性体の磁化…
Posted in物質・化学

最長の半減期は128Teの2.2予(じょ=10^24)年で素粒子研究の対象

最も長い半減期を持つ同位体は128Teです。Teは変わった元素で、安定同位体よりも放射性同位体のほうが天然存在比が多いです。128Teの半減期は2.2(±0.3)×10^24年で、宇宙の年齢と言われている時間よりも160兆倍長いです。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8D%8A%E6%B8%9B%E6%9C%9F%E9%A0%86%E3%81%AE%E6%94%BE%E5%B0%84%E6%80%A7%E5%90%8C%E4%BD%8D%E4%BD%93%E3%81%AE%E4%B8%80%E8%A6%A7 これだけ長いのに放射壊変が起こるのは理由があり、一…
Posted in世界の研究所 技術・工学・物理・数学 物質・化学

世界の研究所 Univ. Chicago, Enrico Fermi Institute

今週の世界の研究所は、Univ. Chicago, Enrico Fermi Institute をとりあげます。 FermiLabというのもありますが、別物です。それはまたの機会に。 シカゴ大フェルミ研究所は教授35人を擁する研究所で、名簿には院生や技術職員も載っています。院生に比べて先生が非常に多いです。 https://efi.uchicago.edu/people/ 下記が研究分野ですが、加速器、宇宙線、重力、高エネルギー物理、ニュートリノ物理などに加えて、Geophysics（地球物理）というのがあり、ちょっと毛色が違ってなぜだろうと思います。これはおそらくここが原子核の放射壊変を使…
Posted in物質・化学 生物

フッ化水素の毒性と応急処置

フッ素の鉱物にはCaが含まれます。FはCaが大好きだということでしょう。 歯のエナメル質(enamel)はヒドロキシアパタイトですが、鉱石と同様にフッ素を添加することもでき、硬く虫歯に強くなるので、歯磨き粉のフッ素や飲料水へのフッ素添加が行われています。 Ca2+は人体で重要な役割があり、濃度は精密に制御されているので、人体内部への浸透性の高いHF（フッ化水素酸＝HFの水溶液）が体につくと命にかかわります。下記のオーストラリアの地質学の実験室での事故（1990年代と思われる）はあちこちで紹介されています。 https://www.chem.purdue.edu/chemsafety/chem/…
Posted in物質・化学 経済

フッ素の資源

今日はフッ素の資源を見てみましょう。蛍石(CaF2)とフッ化アパタイト(Ca5(PO4)3F)が鉱物です。いずれもカルシウムを含むので、フッ素がカルシウムを大好きなのがわかります。Fの組成比が多いCaF2のほうが良い鉱物と言えるでしょう。蛍石の産出量を調べると、 https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_fluorite_production は2008年の統計ですが、中国が55%の算出です。 https://www.statista.com/statistics/1051717/global-fluorspar-production…
Posted in企業 物質・化学

フッ素の用途

フッ素化合物の用途はテフロン、冷媒、製薬などいろいろあります。これらはHFから合成されていると思います。フッ素ガスを使わなければならないのはウランの同位体分離のために気体のUF6を作る用途や、MEMSを作る試薬のXeF2の合成（シリコンを高速で気化させる気体 2XeF2+Si→SiF4 + 2Xe）、さらに紫外のArFレーザーやKrFレーザー（半導体露光やパルスレーザー蒸着（PLD）のエキシマレーザー）を思いつきます。 用途の割合は下記が詳しいです。フッ素ガスは全フッ素製品の2%ですね。フルオロカーボンが42%でそのうち16%がポリマーです。蛍石の用途としてHFを経由して氷晶石（アルミ電解精錬…
Posted in世界の研究所 物質・化学

世界の研究所　米国化学会フッ素化学部門

今週の世界の研究所は、米国化学会のフッ素化学部門 (American Chemical Society Fluorine Chemistry Division)を取り上げます。ここは単一の元素を扱う唯一の部門だそうです。 https://communities.acs.org/t5/Fluorine-Chemistry-Division/gh-p/fluorine-division フッ素化学の研究所としては、 Canadian Centre for Research in Advanced Fluorine Technologies　(Univ. Lethbridge) が検索でひっかかりま…
Posted in技術・工学・物理・数学 物質・化学

nBn構造による暗視カメラ

HRL Laboratoriesのセンサー部門は、赤外線による暗視カメラに力を入れているようです。もちろん、自動運転の物体認識など民生用途もありますが、おそらく研究費の出どころは軍事用(US Department of Diffense; DoD)です。中～遠赤外線を画像としてリアルタイムで出せれば、照明無しで熱源（人や戦車など）を見ることができ、またミサイルの追尾にも使えます。争いごとは嫌ですが、技術として存在するものを直視して正確に評価することは我々専門家の責任でしょう。 https://www.hrl.com/laboratories/sel これまで水銀カドミウムテルル(Hg_1-xC…
Posted in技術・工学・物理・数学 物質・化学

セラミックスの3D印刷

今日はセラミックスの3D印刷を見ましょう。 陶芸に使うものは初期からあります。これは粘土やセメントの押し出し機を使って、土台をXY方向に走査して層を作っていきます。 乾かしてから焼いて陶器にします。 https://www.youtube.com/watch?v=gpt0ItCLr-k どのくらい縮むかは原料によるでしょう。これは樹脂のバインダー（糊）などは入れないで水と粘土の絡み合いや無機酸化物のゲル化で粘着性が出ていると思われます。 どうしても層状構造が見えてしまうと思うので、それを生かすか、あとでヘラなどで表面をなでて平らにするのだと思います。 スケールアップして家を作っている動画もあり…
Posted in技術・工学・物理・数学 物質・化学

光硬化型3Dプリンター

初期の3Dプリンタは光硬化型のものでした。ステージを下ろした状態で下からレーザーや紫外光を操作したりマスクを介して当てて光が当たったところだけを固化させます。ステージがあるので、固化したものはくっついています。それからステージを少し持ち上げてからまた別の位置に光を当てます。これを繰り返して３次元物体を作るという仕掛けです。これは3D Systems社の創業者のCharles Hullの発明で、3Dプリンタ用のデータファイルの規格も作ったため、3Dプリンタの発明者とされています。 https://www.youtube.com/watch?v=b-sIcYo8isI https://www.yo…