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テクノロジー

名古屋市立大学ら、水素から重水素の同位体置換を効率よく行える技術 27

ストーリー by nagazou
新型ソニータイマー開発が必要 部門より
水素原子よりも2倍重い重水素は、さまざまな用途に使えるものの、自然界には水素と比較して 0.015%と低い割合しか存在しない。名古屋市立大学、日本原子力研究開発機構、京都大学らの共同研究チームは16日、水素から重水素への同位体置換がシリコンナノ結晶表面においてて効率良く起こることを発見したと発表した。この方法により、環境への影響を抑えつつも、エネルギー効率の高い重水素回収ができるとしている(名古屋市立大学リリースTECH+Physical Review Materials)。

半導体エレクトロニクスの分野にも応用が利くという。リリースによれば現代のシリコン半導体集積回路は半導体表面を水素を用いた不動態皮膜で覆うことにより、故障確率を抑えている。しかし集積回路から水素が抜けると動作しなくなる。水素の代わりに重水素を用いて不動態化処理を行うと故障の確率は約100分の1に抑えることができるとしている。
  • 今ならトリチウム濃縮か?

    でも元の濃度が薄すぎる&&量が膨大すぎるからご無体な話か

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2021年08月30日 17時06分 (#4102001)

      プレスリリースにも書いてあるね、トリチウム。

      三重水素(トリチウム原子)を固体シリコン表面に高濃度で固定化することも可能となるため,汚染水浄化装置としての可能性を早急に見極めたいと考えています。

      まぁ、要するに役立つことしてるんだぞ、予算くれ、っていう魂の叫びだな。
      実際有望そうに思えるので予算かけるとよいと思う。

      ※例の汚染水については、沖合20kmぐらいまでパイプ引いて放流するのが一番だと思うけどね。1kmじゃ近すぎって言われそうだし。

      • 処理水はもともと放流してたんだから、いつも通りにすればいいと思うんだよなあ。
        「これは事故前からの通常作業です。世界各国で行われています」って宣言すればいいのにと思う。
        補償とか買取とかの対処策じゃなくて、風評そのものを起こさない方策を立ててほしい。
        # って地元民からも上がってるらしい

        • by Anonymous Coward

          法律に沿った形で放流するなら、各国の調査を受け入れればいい。
          わざわざ調査しにくいように約1キロ沖合の水深12メートルの海底から処理水を放出なんてことはするな。

      • by Anonymous Coward

        トリチウム対策にいちばんいいのは、ドラム缶とカニ入れて水深数千メートルに沈めておくこと
        勝手に拡散するし、表層に出てくる頃にはほぼ消えてる

        • by Anonymous Coward

          なぜ蟹さんを生贄に?
          …と思ったら「ドラム缶とかに」の誤変換か。

        • by Anonymous Coward

          「一番いい」とはいえ、「水深数千メートルに沈める」ってのを確実にやるのは手間なのが悩ましいですね(ただの「水の入った缶」だと大して重くないから)
          まあ、確実にやらなくても大丈夫やろという案なのかもしれないけれども
          宇宙のデブリみたいにずっと遠くで重要機器にぶつかるみたいな確率はずっと低いだろうし、中身が漏れても大したことないし

          カニが巨大化して攻めてくるとはそのとき誰も

          • by Anonymous Coward

            南海の大怪獣 ガニメですね

    • by Anonymous Coward

      普通の重水でも安ければ重水炉に使えますよ
      天然ウランをそのまま使えるだけでなく、プルトニウムも作れる

    • by Anonymous Coward

      例の処理水からトリチウムを除けば問題解決じゃね?

      • by Anonymous Coward

        親コメが言ってるのは、それが難しいって話だぞ。

    • by Anonymous Coward

      実験室レベルでmg単位であれば可能なことでも、産業レベルでkt単位でやろうとすると無理なことも多いのだよ。

  • by Anonymous Coward on 2021年08月31日 6時50分 (#4102389)

    https://news.mynavi.jp/article/20210817-1948922/ [mynavi.jp] 8/18 18:33 名市大、水素から重水素への同位体置換を効率よく行える手法を開発
    https://news.mynavi.jp/article/20210817-1948922/ [mynavi.jp] 8/17 15:00 名市大、2つの水素が室温でも「量子もつれ」を安定して実現できる条件を発見

    上が本件で下は別件で、ほぼ同時期でシリコン絡みで「名市大大学院 芸術工学研究科 松本貴裕教授」と同一人物の研究。
    様々な発表が一時期に集まるのは大学業務の都合、と想像する。
    ただ、上の本件は重水素、下の件は「量子もつれ」と、シリコン&水素を扱いながら別個な案件を同時平行で発表まで整える作業、研究とか門外漢な私でも相当な運営手腕なんじゃ、と想像。
    評価されて、予算・名声など含め報われると良いですね。

    ※重水素と量子もつれ、素人にゃ掛け離れた事と見えるが、シリコン&水素の研究だと割と同一の事象なんかね?

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      4102389を投稿した者ですが、張ったurlの一つを間違っており、申し訳ない。
      上の行のurlには、この記事の元ネタとも成っている
      https://news.mynavi.jp/article/20210818-1949979/ [mynavi.jp]
      を張る積りでしたが……。恥ずかしい&読んで困惑された方に面目ない。

      ※こんなポカミスを乗り越えて、参考になってくれた人達に感謝。

  • by Anonymous Coward on 2021年08月30日 17時16分 (#4102006)

    記事を斜め読みして一瞬常温核融合かとおもった
    よく読んだら違った

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      俺も期待しちゃった
      核変換じゃなくて重水素回収装置か

      • by Anonymous Coward

        クリーンプラネットがユニコーンベンチャーになってて驚いた。

  • by Anonymous Coward on 2021年08月30日 17時29分 (#4102011)

    >シリコンナノ結晶表面
    表面で何かが起きて反応効率が変わるといえば触媒ですけど
    自動的に触媒毒とか汚染とかおきて反応進まなくなるのをどうするかが
    応用の障害になるのは自明なのですけど、この件でも同じようなことは
    まあ、起こるだろうし、それが実用化の鍵となることでしょう

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2021年08月30日 18時19分 (#4102056)

      それはまた別な話では?
      今回のは別に触媒として働いてるわけではなく、自身が反応してるんだし。
      被毒に関しても、触媒と水素で被毒が問題になるのは表面でHとの結合ができて活性表面がなくなるからだけど、今回のはそもそもH(とかD)との結合を作ること自体が作用の一環なわけで、ちょっと違うような。
      今回の話はもっと単純な「結合力の差で分離できます」ってものでは。
      ※その結合力の差に量子効果が効いている点はポイントだけど。

      • by Anonymous Coward

        使ってると表面が汚れて、それを磨けば消耗すると思う
        流すガスを高純度にすればいいのだろうけど
        まあ、結局は費用対効果、コストだね
        実用になるかどうかは

      • by Anonymous Coward

        まあ、厳密には触媒ではないのかもしれないけど、触媒と言いたくなる気持ちは分かる。水素ガスに含まれる不純物に選択的に結合しちゃってすぐに使えなくなる、なんていう触媒でよく聞く話と同じことが起こっても不思議はないからね……。

        # シリコン触媒とCOやSOxとの反応性は知らんのでAC

        • by Anonymous Coward

          追記すると、今でも半導体プラントでSiにHを吸着させるのは問題なく行えているのでしょうが、だからといってこのプロセスでも安心とは行きません。たとえばトリチウム処理の場合、汚染水を半導体プラントで要求される純度まで前処理するのはコスト的に現実的ではありませんので、不純物がはるかに多い環境でもシリコンが不可逆劣化しないことを検証する必要があります。

    • by Anonymous Coward on 2021年08月30日 20時51分 (#4102181)

      リリース見ればわかる通り、重水素or三重水素を集めるのはリップサービスで、本来の目的は半導体プロセスの改良ですよ。
      半導体プロセスの中で、MOSチャネルの高品質化のために水素アニールという工程があるのですが、そこで今回の手法で重水素を選択的に使えればもっと安く高品質になりますよと。
      何がうれしいかというと、通常の水素で行うよりトランジスタの長期信頼性が改善したり、ばらつきが減ったり、1/fノイズが減ったりします。

      ウエハサイズでも実現できれば、普通に実用化が見えるんじゃないですかね。

  • この比率は、質量比?モル比?
    どなたか詳しい方、ご教授願います。

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  • >シリコンナノ結晶表面

    シリ
    コンナノ結晶表面

    どんな結晶表面なんだろうと一瞬悩んだ

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