中性子過剰核94種の寿命測定に成功
－重元素合成ｒ過程・希土類元素の起源解明に大きく前進－

私たちの宇宙は約138億年前、ビッグバンによって誕生したと考えられています。ビッグバンからまもなく陽子と中性子が生成され、さらに水素やヘリウムが生成されました。
現在の自然界には原子番号1の水素から92のウランまでの元素が、安定に存在しています。
原子番号26の鉄より軽い元素（軽元素）は、星の中で原子核同士の反応により作られますが、鉄より重い元素（重元素）の合成の起源はよく分かっていません。

原子番号21のスカンジウム、39のイットリウム、57～71までの15元素（ランタノイド）を含む17元素を希土類と呼びます。
希土類元素合成の起源として、重い星がその一生を終えるときに起こす「超新星爆発」が考えられています。
超新星爆発が起こると大量の中性子が作られ、星の中にある軽元素の原子核が中性子を次々と吸収ながらベータ崩壊を起こし、安定な重い原子核になります。この一連の爆発的重元素合成過程は高速（rapid）に連続して起こるため、「r過程」と呼ばれています。
r過程の時間スケールや重元素の生成量を理解するためには、原子核の寿命を知る必要がありますが、これまで理論計算に頼っており不確定性が大きいため、実験的な検証が求められていました。

今回、理研を中心とした国際共同研究グループは理研の重イオン加速器施設「RIビームファクトリー」を利用して、希土類元素の合成に関わる中性子過剰核を生成し、その寿命測定を試みました。
まず、大強度のウランビームをベリリウム標的に照射し、セシウム（原子番号55）からホルミウム（原子番号67）まで13元素の中性子過剰核を識別しました。
それらを高性能寿命測定装置「WAS3ABi」に打ち込むことにより、中性子過剰核94種の寿命を測定することに成功しました。
このうち57種は今回初めて測定されたものです。
また、得られた寿命の系統性を調べたところ、中性子数N=97とN=105において、崩壊スピードが急激に速くなる現象を見いだしました。
さらに、得られたデータをr過程の理論計算に取り込み、太陽系の重元素合成の検証を行った結果、超新星爆発を起因とした場合の希土類元素の存在度を決定する上で、新たな57種のデータが重要な役割を果たすことが分かりました（図参照）。

今後、寿命のデータに加え、質量、遅発中性子放出、核分裂に関する情報を収集することにより、希土類元素、金、ウランなどの元素合成の起源を解明できると期待できます。

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▽引用元：理化学研究所　60秒でわかるプレスリリース　2017年2月17日
http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170217_1/digest/

東芝：プレスリリース (2016-11-10)：世界初、重希土類フリーで高い磁力と優れた減磁耐性をあわせ持つモータ用磁石を開発
http://www.toshiba.co.jp/about/press/2016_11/pr_j1001.htm


株式会社東芝と東芝マテリアル株式会社は、レアアースの中でも特に希少な重希土類を一切使用せずに高い磁力と優れた減磁耐性をあわせ持つモータ用の高鉄濃度サマリウムコバルト磁石注1を開発しました。本開発品は、高耐熱モータの実使用温度域（１４０℃以上）において、現在一般的に採用されている耐熱型ネオジム磁石を上回る磁力注2を持つとともに、１８０℃でも優れた減磁耐性注３を示す世界初の磁石です。モータの高温時も磁力を保持できるため、モータの冷却システムが不要または簡素化でき、その結果、省スペース化、低コスト化が可能になります。また、薄型磁石が使用可能となることでモータ設計自由度が飛躍的に向上します。

１４０℃以上の耐熱性が要求されるハイブリッド自動車や電気自動車の駆動モータ、産業用モータ、風力発電機など向けに耐熱型ネオジム磁石の需要は増加しています。ネオジム磁石は室温で大きな磁力を持つもののモータの実使用時に高温になると磁力が大幅に低下したり、コイルに大きな電流を流した際に磁石に加わる反磁界の影響で減磁してモータトルクや出力が低下してしまうという課題がありました。

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2016年10月28日 15時42分
　次世代の燃料電池や合金への利用が見込まれるレアアース（希土類）の一種スカンジウムが
小笠原諸島・南鳥島沖の海底から採取した泥に豊富に含まれることを、東京大の加藤泰浩教授らの研究グループが確かめた。


　２８日午後に同大で開かれる報告会で公表する。推計資源量（酸化物量）は約１５万トンで、現在の世界の年間需要の約９９００倍に相当するという。

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（ここまで307文字 / 残り191文字）
http://www.yomiuri.co.jp/science/20161028-OYT1T50077.html
2016年10月28日 15時42分
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静岡理工科大、レアアース使用半減できる磁石材を発見 （ニュースイッチ） - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20160322-00010002-newswitch-sctch


高温下ではネオジム磁石以上の特性を持つ。将来は航空機や宇宙産業への展開も

　静岡理工科大学理工学部の小林久理真教授の研究グループは、ハイブリッド車（HV）用モーターなどに使われるネオジム磁石と比べ、希土類（レアアース）の使用量をほぼ半減できる新材料を発見した。200度C付近の高温域ではネオジム磁石以上の高い磁気特性を持つ。今後、企業などと焼結技術を確立し、実用化を目指す。

　小林教授らが開発した新材料はサマリウムとジルコニウム、鉄、コバルト、チタンを含む組成で、結晶構造を安定化することに成功した。現在、HV用モーターなどに使われる希土類磁石のほぼ全量がネオジム磁石。新材料はネオジムを使わず、希土類の使用量をほぼ半減できる。

　鉄やコバルトが多いと磁力は強まるが、磁気を特定の方向に強く向ける異方性が低下する。このためHV用など高い磁気特性が求められる磁石は希土類を加えることで異方性を保っている。

　新材料は希土類を減らし、鉄などの比率を高めても異方性を安定させられる。従来のネオジム磁石並みの性能を有し「自動車のエンジンルーム内などを想定した高温下ではネオジム磁石以上の特性を持つ」（小林教授）という。

　希土類の使用量を低減できれば、調達の多くを中国に依存するリスクを減らせる。今後は企業などと連携し、同材料を磁石として焼結し、量産する生産技術の確立を急ぐ。

　実用化されれば、ネオジム磁石に置き換わる可能性がある。さらに高温特性に優れることから、将来は自動車以外に航空機や宇宙産業などへ展開も期待される。