論文の概要: Quantum Filtering of Hydrogen Isotopes through Graphene

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.07461v1
• Date: Wed, 08 Oct 2025 19:07:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:14.682894
• Title: Quantum Filtering of Hydrogen Isotopes through Graphene
• Title（参考訳）: グラフェンによる水素同位体の量子フィルタリング
• Authors: Joshua Hale, Theja N. De Silva,
• Abstract要約: 二次元グラフェン層による同位体の濾過は、同位体分離のための非常に効率的な量子力学的手法を提供する。 グラフェン層による量子フィルタリングは、重水素をプロチウムから分離することで濃縮する有効な手法であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Driven by the growing demand in the energy, medical, and industrial sectors, we investigate a hydrogen isotope separation technique that offers both a high separation factor and economic feasibility. Our findings reveal that filtering isotopes through two-dimensional graphene layers provides an exceptionally efficient quantum-mechanical method for isotope separation. Using a recently developed analytical pairwise potential between hydrogen isotopes and carbon atoms in graphene, we examine the classical trajectories of isotopes near the graphene layer, as well as the quantum-mechanical tunneling properties of isotopes through the graphene layer. Using various quantum-mechanical methods, we calculate both the isotope tunneling probabilities and the quantum-mechanical isotope sticking probabilities. Our study shows that quantum filtering through graphene layers can be an effective technique for enriching deuterium by separating it from protium.
• Abstract（参考訳）: エネルギー,医療,産業の需要の増加にともなって,高分離率と経済性の両方を提供する水素同位体分離技術について検討する。 以上の結果から,2次元グラフェン層による同位体の濾過は,同位体分離の極めて効率的な量子力学的手法であることがわかった。 最近開発されたグラフェン中の水素同位体と炭素原子間の分析的対ポテンシャルを用いて、グラフェン層近傍の同位体の古典的軌跡とグラフェン層を通る同位体の量子力学的トンネル特性を調べた。 様々な量子力学的手法を用いて、同位体トンネル確率と量子力学的同位体付着確率を計算した。 グラフェン層による量子フィルタリングは、重水素をプロチウムから分離して濃縮する有効な手法であることを示す。

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