陽子を含まない原子核の痕跡を原子炉で探す 原子核物理×放射化学の新手法で「0番元素」を探求
要点 中性子だけから構成される多中性子原子核の存在の実証研究が近年活発。 多中性子原子核の一種であるテトラニュートロンを原子炉で探索する手法を確立。 炉心内で中性子による放射化が起こりにくい試料の選定が鍵となった。 概要 東京工業大学 理学院 物理学系の藤岡宏之准教授と友松竜太郎学士課程4年（研究当時）、京都大学 複合原子力科学研究所および同大学院工学研究科の高宮幸一教授からなる研究チームは、中性子だけから構成される多中性子原子核を探索する手法として、原子炉の燃料に含まれるウラン235の核分裂における多中性子原子核の放出の有無を調べる実験の原理実証に成功した。 ストロンチウム88を同位体濃縮した炭酸ストロンチウムの試料を原子炉の炉心に長時間挿入し、照射後の試料にストロンチウム91が含まれているかどうかを高純度ゲルマニウム検出器で調べた。その結果、有意な信号は観測されず、ウランの核分裂におけ
極限原子核の謎を解く要となる新たな酸素同位体の発見 最後の二重魔法数核候補は二重魔法数核ではなかった
要点 非常に稀に現れる安定性（二重魔法数）が予測された酸素同位体（酸素28）を初めて観測。 酸素28では二重魔法性が消失していることが明らかになった。 世界初となる4個の中性子を同時に測定する技術により観測が初めて可能に。 中性子数が非常に過剰な極限原子核の構造、宇宙での元素合成過程や中性子星の構造の解明につながると期待。 概要 東京工業大学 理学院 物理学系の近藤洋介助教と中村隆司教授、理化学研究所 仁科加速器科学研究センターの笹野匡紀専任研究員、大津秀暁チームリーダー、上坂友洋部長、九州大学の緒方一介教授らの国際共同研究チーム※は、二重魔法数核[用語1a]の候補と考えられてきた酸素同位体[用語2]、酸素28の観測に初めて成功した。 原子核を構成する陽子や中性子の個数が魔法数[用語1b]（2、8、20、28、50、82、126）となっている場合、その原子核はより安定な性質を示す。特に陽子
恐竜を絶滅させた小惑星の痕跡を衝突クレーター内に発見 全球に降り注いだイリジウムを含む衝突ダスト
要点 約6,600万年前の巨大クレーター内から、小惑星由来の元素を高濃度で含む地層を発見 イリジウムを多く含むダストは衝突により形成された堆積物の最上部に分布 大規模衝突による全球的な物質の拡散過程を理解するための重要な証拠 概要 東京工業大学 理学院 地球惑星科学系の石川晃准教授、海洋研究開発機構 高知コア研究所の富岡尚敬主任研究員、東京大学 大学院理学系研究科の後藤和久教授、東邦大学 理学部の山口耕生准教授は、ブリュッセル自由大学のSteven Goderis（スティーブン・ゴデリス）教授、イタリア・パドバ大学の佐藤峰南博士らとの国際共同研究により、約6,600万年前の白亜紀／古第三紀境界[用語1]に形成されたメキシコのチチュルブ・クレーター内部の掘削試料を対象に、小惑星物質中に特徴的に含まれる元素（イリジウム[用語2]）の化学分析を行い、小惑星物質が衝突由来の堆積物最上部に濃集してい
超希薄燃焼と水噴射でガソリンエンジン熱効率52 ％を達成 温度成層化によるノッキング抑制と冷却損失低減効果
要点 空気過剰率を上げた超希薄燃焼ガソリンエンジンに筒内水噴射を適用 ピストン上に低温水蒸気層を形成し、ノッキングと冷却損失を効果的に低減 乗用車用ガソリンエンジンとして世界最高水準の図示熱効率52.6 ％を達成 概要 東京工業大学 工学院 システム制御系の小酒英範教授、長澤剛助教、佐藤進准教授らは、慶應義塾大学の飯田訓正名誉教授、横森剛准教授らとともに、空気過剰率[用語1]を2程度まで上げた超希薄燃焼ガソリンエンジンに筒内水噴射[用語2]を適用し、これまで40 ％程度だった乗用車用エンジンの正味熱効率を51.5 ％、図示熱効率[用語3]を52.6 ％に向上させることに成功した。 高い熱効率が期待される超希薄燃焼ガソリンエンジンだが、さらなる熱効率向上を目指すには高負荷領域におけるノッキング[用語4]抑制と冷却損失[用語5]低減が欠かせない。同グループは燃焼室内のピストン表面近くに水を噴射
世の中で広く用いられる強制対流冷却において「物体を冷やしながら発電する」新技術を創出 熱電気化学発電の強制対流冷却への統合とコンセプト実証
要点 データセンター・発電所・エンジンなど、積極的な冷却は社会を支えている。 積極的な冷却とは「熱エネルギーの電気可換分」を失う行為で、現状未対処。 強制対流冷却に発電を統合し、この対処を与える基本技術を創出、実証した。 概要 現代文明は冷却に支えられている。世界の発電量の2%を消費するに至ったデータセンターはCPU群の正常動作のために、発電所のタービンは効率を上げるために、積極的な冷却が必須である。冷却とは多量の熱エネルギーを高温側（排熱源）から低温側（作動流体）に移す作業だが、このとき「熱エネルギーの電気（仕事）への可換分」の多くが失われる。これまでの強制対流冷却では、冷却の必要上このロスは仕方ないとし、冷却の世の中での広い使用にも関わらず、対処がされてこなかった。 東京工業大学 工学院 機械系の村上陽一准教授の研究グループは、「強制対流冷却」と「熱電気化学発電」という、これまで別々に
複数の原子からなる高次の物質の周期律を発見 未知物質の探索に活用できる新たな周期表の誕生
要点 分子などの形状と性質を予測する新たな理論モデルを開発 複数の原子からなる高次の物質の間に新たな周期律を発見 まだ確認されていないナノ物質の存在を予見 概要 東京工業大学 科学技術創成研究院の塚本孝政助教、春田直毅特任助教（現 京都大学 福井謙一記念研究センター 特定助教）、山元公寿教授、葛目陽義准教授、神戸徹也助教らの研究グループは、コンピューターシミュレーションを用いた理論化学的手法[用語1]に基づき、分子などの微小な物質（ナノ物質）が持つエネルギー状態[用語2]を記述する「対称適合軌道モデル[用語3]」を開発した。このモデルは、ナノ物質が持つ様々な幾何学的対称性[用語4]に着目することで、それらの形状や性質などを正確に予測する。さらに、この理論モデルにより、複数の原子からなる高次の物質の間にも元素のような周期律が存在することを発見し、この周期律を元素周期表[用語5] と類似の「ナ
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