1999 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導コイル強磁場中プラズマ利用新機能性フラーレン分離・精製法の開発
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11558051
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
島本 進 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00311548)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平田 孝道 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80260420)
畠山 力三 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00108474)
金子 俊郎 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30312599)
佐藤 徳芳 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40005252)
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| Keywords | フラーレン分離・精製 / サイクロトロン共鳴 / 超伝導コイル・強磁場 |
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| Research Abstract |
(1)現有設備の超電導コイルにより4テスラの強磁場を大空間(直径40cm,長さ40cm)に発生させた.この中に真空容器を設置し,その一端から酸化バリウム電極を加熱することにより発生させた熱電子を,その前面のグリッドで加速することで電子ビームを生成した.まず,高周波電場を印加しイオンサイクロトロン共鳴の原理を利用するオメガトロン型質量分析器の強磁場中での動作を確認するため,真空容器内に導入したアルゴンガスに上述の電子ビームを照射することでアルゴンプラズマを生成し,その質量分析を行った.その結果,最大4テスラまでアルゴンイオンに相当する質量の位置にピーク信号が検出され,しかもその半値幅から算出される質量分解能も磁場強度に比例して増加していくことが明らかになった.さらに,磁場強度を強めることによって,これまで測定が不可能であった0.1Pa台の高ガス圧力中でも質量分析が行えることが新たに判明した.これらの結果は,テスラ級の強磁場が質量分解能の向上という点で非常に有用であることを示している.
(2)次に,オメガトロン型質量分析器の直上にフラーレンを塗布したプレートを設置し,これに上述の電子ビームを照射することによってフラーレン正イオンを生成し,フラーレンの質量分析を行った.ここではまず,フラーレンとして質量が既知であるC_<60>のみを用いてC_<60>正イオンを生成した.その結果,非常に微小な信号ではあるがC_<60>の質量の位置にピーク信号が検出され,このイオンサイクロトロン共鳴の原理を用いた質量分析がテスラ級の強磁場下で高質量のフラーレンにも適用可能であることが示された.また,この時の信号強度は,オメガトロンに印加する高周波および直流電場強度に大きく依存し,それらの最適値が存在することが明らかになった.
(3)フラーレンの大量分離・精製を行う場合に使用する,四位相型ヘリカルアンテナの電磁場解析を行い,上述の高周波および直流電場強度の最適値も考慮し,アンテナの設計・製作を行った.
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[Publications] T.Murakami: "Study of Plasma Current Start-up of the Middle-sized Tokamak with Force-Balanced Coils"Fusion Engineering and Design. P5-10-47. 315-315 (1999)
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[Publications] 寺島 潤一: "GM冷凍式超電導コイル利用の弱電離プラズマ中イオン種分析"プラズマ・核融合学会第16回年会予稿集. 25pB13p. 128-128 (1999)
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[Publications] 島本 進: "核融合炉の超電導マグネット開発"電気学会論文誌. 119-B. 1143-1145 (1999)
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[Publications] 小泉 徳潔: "分布定数回路モデルを用いた撚り線導体内の常電導転移後電流分布の解析"低温工学学会誌. 34・8. 395-403 (1999)
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[Publications] S.Murase: "Superconducting and Mechanical Properties of Jelly-Roll Processed Cu/Nb3A1 Conductors"IEEE Transactions on Superconductivity. 10(印刷中). (2000)
