分子クーロン爆発に伴う新奇負イオン生成ダイナミクス
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21H01055
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 14010:Fundamental plasma-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
間嶋 拓也 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50515038)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺本 高啓 大阪大学, 放射線科学基盤機構, 特任講師(常勤) (40467056)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
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| Keywords | イオンビーム / MeV重イオン / 高強度レーザー / 負イオン / クーロン爆発 |
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| Outline of Research at the Start |
光吸収や粒子との衝突に伴って分子が解離するとき，負の電荷を持った解離イオンが生成されることがある．これは，最も基礎的な原子分子過程のひとつとして，これまで多くの研究が積み上げられてきた．これまでに知られている負解離イオンの生成過程は，主に， 解離性電子付着などの負の前駆体イオンから解離に至る過程と，高励起状態にある中性分子の正負イオンの対生成の二つに大別される．申請者は最近，高エネルギー重イオン衝突において，分子クーロン爆発に伴う新たな負解離イオン生成があることを発見した．本研究では，この新たな負イオン生成過程のメカニズムの解明を目的に，解離ダイナミクスや生成確率の情報を得る．
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| Outline of Annual Research Achievements |
MeVエネルギーの重イオン衝突において新たに確認された負イオン生成過程の未知のメカニズムの解明を目指して実験的研究を進めた。同時生成された複数の解離イオンの3次元的な運動量ベクトルの相関関係を調べるため、新たな画像分光システムを構築した。これを用い、高エネルギー重イオン衝突に伴う分子の解離ダイナミクスの情報を取得した。また、各解離イオン種の生成断面積の測定についてもデータを得ている。MeV重イオンビームを用いた実験は、代表者の所属専攻で維持・管理されている1.7 MVタンデム型コッククロフト・ウォルトン加速器を用いて行った。既存のビームラインを全面的に組み替え、新たに設計・製作した分析チャンバーを設置して実験を進めた。本年度は、超音速分子線の設計および設置を行った。これにより、十分に細く切り出した気体標的を利用できるようになり、高精度な画像分光の準備が整った。最初の試験として、窒素やエチレンなどの気体分子標的で測定を行い、画像分光に必要なレンズ条件の最適化や信号取り込み回路のパラメータの調整を行った。その後、液体試料からの分子をヘリウム気体と共に分子線として導入できるガスラインを構築し、目的としていた気相の水分子に対する測定を実施した。また新設の分析チャンバーのビームライン下流側でも、既存の分析チャンバーを移設して測定を続けており、さまざまなアルコール分子や炭化水素分子の解離イオン種の分析を行なった。複数の負イオン種の生成と共に、新たな遅延解離チャンネルを見いだし、国内外で研究発表を行った。現在、その結果を英文誌へ投稿中である。また、研究分担者を中心に、高強度レーザーパルスを用いた実験を進めた。リフレクトロン型飛行時間質量分析システムを用いて、ナノ秒紫外レーザーによる多光子イオン化実験を進めたが、負イオンの観測には至らなかった。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(20 results)
