生産と技術

第66巻 第１号（2014）

研究とは
随大 貫 惇 睦＊

筆

What is research?
Key Words：ウラン，ネプツニウム，プルトニウム，重い電子系，ドハース・ファンアルフェン効果

私は平成 24 年に 64 才で大阪大学理学研究科物理から話を始めよう．私は研究室にいつでも留学生，学専攻を停年退職し，私のお弟子さんが活躍する琉もしくは学振等を活用して諸外国からの研究者を招球大学理学部に客員教授として移動し現在研究に専聘していた．日常の研究生活を通して，生活・文化念している．修士までを京都大学で，東京大学で理の違いを学生さんに肌で知って欲しい，そして何よ

学博士の学位を取得し，その後埼玉工業大学，筑波り私自身がそういう方々との日々の交流を通して研大学，大阪大学に勤務し，それに伴って関西や関東究の斬新な発想を得たいと思ったからである．に居住し，現在沖縄に在住している．勤務が長かっ私は筑波大学で勤務していた初期の頃に重い電子た大学としては筑波大学に 12 年間勤務したが（そ系の典型物質となる希土類化合物 CeCu6 を発見し，の内 1 年間をアメリカで），大阪大学が 18 年だった

その研究成果のおかげで 1 年間アメリカのアルゴンので，大阪大学での教育研究生活が一番長かったこ

ヌ国立研究所に招聘された．ここで重い電子系とは，とになる．この間，私の下で博士の学位を取得した

室温では磁性を担う Ce の 4 f 電子は Ce サイトに局

大学院学生は 25 人で，大学，国の研究機関，企業在しているが，伝導電子との相互作用で低温で 4 fで現在活躍している．埼玉工業大学を含め，どの大電子がゆっくりと動き出し，通常の電子の静止質量学でも 2 割ぐらいの学生さんに夢を託したくなる逸の数 100 倍も大きい，いわゆる重い伝導電子が出現

材がいる．学部卒であるが埼玉工業大学で研究生活する現象である．アメリカでは Ce を含む希土類化を伴にした学生さんの中で 2 人，筑波大学で修士卒

合物の物性は各大学で研究していたが，アルゴンヌの学生さんが 1 人，中小企業の社長になっている．

国立研究所とロスアラモス国立研究所はウランや超3 人の社長さんによれば中小企業で働くと会社の全ウランの化合物の研究も盛んであった．ただし，ず体が大づかみに見えてきて，あるきっかけで会社をっと研究をしているわけではなく，研究資金が投入起こしたようである．残念ながら大阪大学で私が指されたある時期に集中的に研究し，こういうことが導した学生で社長になった学生さんは，大企業を選過去に 2 度ほどあったようである．1 年間滞在した

ぶせいかまだいない．

アルゴンヌ国立研究所で，ネプツニウム・プルトニ

私はこれから，大学の一研究室ではできない超ウウムの超ウランを肌で感じることになった．ウラン

ラン化合物の物性研究について書きたいと思う．一の物性研究は筑波大学でも始めだしていたのでとて種のプロジェクト研究である．そこに至るいきさつも良い刺激になった．その後の超ウラン研究は，アルゴンヌ国立研究所に滞在したことによる．

＊

Yoshichika ONUKI
1947年9月生
東京大学大学院理学研究科博士課程物理学専攻（1976年）現在、琉球大学 理学部物質地球科学科
物理系 客員教授 理学博士 物性物理学
TEL：098-895-8098
E-mail：onuki@phys.u-ryukyu.ac.jp

金属の物性を調べるのに，電気抵抗，磁化，比熱などのマクロな物性測定以外に，NMR やドハース・ファンアルフェン（de Haas-van Alphen，略して dHvA）効果などのミクロな物性測定手段がある．私は博士課程の大学院学生のときに東京大学物性研究所の田沼静一教授の下で dHvA 効果を学び，筑波大学でも実験手段としていた．その検出方法は，どうもアルゴンヌ国立研究所の方が理屈の上で約 1 桁ぐら− 17 −

生産と技術第66巻第１号（2014）

い感度が良いことを知った．これを学び得たことは，のグループとの共同研究であった．

良質な単結晶と，低温・強磁場に並んで重い電子系研究を促進するため実験装置も大洗に集結させた．の dHvA 効果ではとても重要なことであった．実際，例えば，筑波大学に勤務していた時に自作した 0.5

筑波大学勤務の時，CeRu2Si2 で 120 m0（m0 : 電子のK（ケルビン），15 T（テスラ）の dHvA の装置は大静止質量）の伝導電子を検出することにつながった．

阪大学でも稼働していたが，それによって新たな研大阪大学に移動したとき，同時に日本原子力研究究資金を得て 0.05 K，17 T の dHvA 装置を購入して所・先端基礎研究センターのグループリーダーにないた．自作の装置は大阪大学での役割を終えつつあり，ウラン化合物の研究も本格的に開始した．最初ったので，新しい超ウランの dHvA 効果による研究の 5 年間は，米国から購入した天然ウラン原材料のに生かすために大洗に移動した．新しく助手のポス純良化から始まった．10¯ 10 torr の超高真空下で，トを塩川先生は得ることができて，ウラン化合物の99.9％の純度を持つ 4 × 4 × 100 mm のウラン棒にdHvA 効果によるフェルミ面の研究で大阪大学の私およそ 30 A の大電流を流して，そのジュール熱での下で博士の学位を得て，当時フランスのグルノー不純物を取り除く，いわゆる，エレクトロ・トラン

ブル国立研究所でポスドクをしていた青木大さんをスポート法である．原材料に約 50 ppm 含まれてい呼び戻して塩川研究室の助手として研究することにた鉄不純物は，棒の中心付近 1 cm ぐらいのところなった．最初に育成した NpNiGa 5 の dHvA 効果のでは 2 ppm になった．このウランを用いてテトラ実験結果は世界初のネプツニウム化合物のフェルミアーク溶解炉で重い電子系の超伝導体 UPt3 の世界面の研究ということで，我が国の物理学の分野での一純良な単結晶を引き上げ法で育成した．測定可能国際英文誌 J. Phys. Soc. Jpn で創設した第 1 回 Edi-な試料に整形して大阪大学に輸送し，dHvA 効果のtors' Choice に選ばれた．また 5 年間のプロジェク

測定や基礎工学研究科北岡良雄先生の研究グループ

ト研究の終わりに青木大さんが見つけた NpPd5Al2での NMR 等の実験で大きな研究成果を挙げることの重い電子系超伝導は，世界初のネプツニウムの 5fができた．引き上げ法，フラックス法，エレクトロ・電子が関与する超伝導体であり，J. Phys. Soc. Jpn.

トランスポート法などを駆使して様々なウラン化合の論文賞に輝くことになった．

3物の純良単結晶を育成して，研究は大きく展開した．

この 5 年間のプロジェクト研究中に，大洗の敷地

大学院博士課程の学生さん，海外からの若手研究者

内の小さな道路をはさんだ向かい側に日本原子力研の活躍のおかげでもあった．

究所のプルトニウムの研究施設があり，そこにプルその次の 5 年間のプロジェクト研究で，ウラン以トニウムの金属材料があることを知った．なんとか外に超ウランの研究を行いたいと思うようになった．

この原材料を使わせていただき，プルトニウム化合ウラン化合物の研究をしながら，アルゴンヌ国立研

物の純良単結晶を育成し，金属材料研究所のセンタ究所の金庫の中のネプツニウムやプルトニウム化合ーで dHvA 等の実験をしたいと考えた．先端基礎研物がいつも頭の片隅にあった．欧米での超ウラン化究センターのセンター長，次長等の助けをかりなが合物の研究では，純良な単結晶を育成し，上述のミら，ねばり強く交渉した．研究者のグループは協力

クロな物性研究は全くなかった．これをやってみた

しましょうと言ってくれたが，事務方の承諾を得る

いと思ったのである．茨城県東海村の研究所以外にのには 1 年半ぐらいかかった．しかし一度承諾され

約 25 km 離れた大洗町にも研究施設があり，そのると，事務方の協力はとても好意的で様々な手続き敷地内に東北大学金属材料研究所の一つのセンターを迅速に行ってくれた．プルトニウムの取り扱いはがある．ここに勤務する塩川佳伸教授はネプツニウ

月曜日から金曜日までという規約の中で，プルトニ

ムの酸化物 NpO 2 を Np 金属に変える技術を持ち，ウム少量での単結晶育成はおのずとフラックス法にかつ研究室に使用可能な NpO2 をお持ちになっていなった．希土類やウラン化合物では通常 20 日ぐらることを知った．塩川先生の協力を得て，超ウランいかけるが，電気炉のスイッチを入れて切るまで 5化合物の研究がスタートした．塩川先生の研究グル日で行うことになった．これまでの希土類・ウランープ，日本原子力研究所先端基礎研究センターの私化合物での単結晶育成の経験から，インジウムの自のグループや NMR のグループ，また大阪大学の私己フラックスを利用して PuIn3 の単結晶を育成する− 18 −

生産と技術第66巻第１号（2014）ことにした．先端基礎研究センターの私のグループした．ウラン等の 5 f 電子系は芳賀さん，青木さんの芳賀芳範さんが担当し，夜も徹夜して観察し Pu-が活躍する時代がきたと思う．これからの研究を楽In3 の単結晶を育成した．これも世界初の Pu 化合物しみにしている．

でのフェルミ面研究となった（ J. Phys. Soc. Jpn.

私が大阪大学を去る日に，研究室を卒業していく

Editors' Choice）．プルトニウム化合物はウランや学生さんがシャツをプレゼントしてくれた．なんとネプツニウムと違いプルトニウムがウランにα崩壊

背中には私がつくった詩の一部がプリントされていする．そのとき格子欠陥が生まれる．低温でのα崩た．それを掲載して結びとします．

壊なので欠陥が結晶内に蓄積され，一週間研究すると dHvA 振動の振幅は急激に減少することを知った．

春を告げるいかなごのくぎ煮

その後，日本原子力研究所は核燃料サイクルと統初夏の水なす合し日本原子力研究開発機構に再編され，その他い秋の日の夕日を浴びた桜の紅葉

ろいろなことが重なり，超ウラン化合物の物性研究冬の日でも梅田で楽しんだ数々の映画はとだえている．振り返ってみると研究というのは追記

時 を得ることが大切だとしみじみ思う．その 時というのは，自分自身の熱意はもちろんであるが，大阪大学での研究室を解散したので，大型の周囲の人がおもしろい研究が生まれるかもしれない

dHvA 装置等は准教授の栄転先に移動していった．と期待して何とかしてやろうと実際に行動してくれ

筑波大学時代に自作した dHvA 装置は，大洗でも新ることを指す．私は 12 年半先端基礎研究センター

たな研究資金が入り既製品を購入したので，東北大のグループリーダーをしたが，その職は芳賀芳範さ

学金属材料研究所のセンターから大阪大学に戻され，んが継いだ．また青木大さんはその後東北大を離れ，その後現在勤務する琉球大学極低温センターに設置

再びグルノーブルに専任研究者として移動していたされた．希土類の Eu 化合物や遷移金属化合物のフが，平成 23 年 4 月から旧塩川研の教授として赴任

ェルミ面研究で今も稼働している．

おたずねものではありませんが，現在の大貫惇睦です .

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