2007 Fiscal Year Annual Research Report
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17104006
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
香内 晃 Hokkaido University, 低温科学研究所, 教授 (60161866)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡部 直樹 北海道大学, 低温科学研究所, 准教授 (50271531)
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| Keywords | アモルファス氷 / 星間塵 / 表面原子反応 / 触媒 / 水分子 / REMPI |
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| Research Abstract |
分子雲に存在するアモルファス氷星間塵上における分子進化の研究は,太陽系の起源を研究する上でも極めて重要である.アモルファス氷星間塵は10K程度の極低温であるため,熱的な化学反応は極めて起こりにくく,そこでの分子進化プロセスには不明な点が多い.私たちは分子進化プロセスとして極低温特有のトンネル反応に着目し,(1)始原的有機分子であるホルムアルデヒド(H_2CO)やメタノール(CH_3OH)は極低温アモルファス氷表面におけるCO分子と水素原子のトンネル反応により効率よく生成されること,(2)アモルファス氷表面は触媒的な働きを持つことを明らかにした.本研究計画では,CO分子・水素原子トンネル表面反応における反応速度定数を測定することにより,アモルファスH_2O氷の触媒効果を定量的に評価する.3年目である平成19年度は,以下の研究を行った.
・昨年度の設備備品費で購入した波長可変色素レーザーおよび今年度の消耗品費で自作した飛行時間型質量分析計を用いて,アモルファス氷表面から脱離する分子を選択的にイオン化して質量分析を行うシステムを作製した,これによって,表面で生成された分子の振動・回転励起伏態,運動エネルギー,オルト/パラ比(核スピン温度)などの測定が可能になった.
・酸素分子に水素原子を照射して水分子が生成される過程を実験的に解明した.O_2+2H→H_2O_2,H_2O_2+H→H_2O+OH,OH+H→H_2O.なお,この過程はこれまで明らかにしてきたCO+H反応より2桁も反応速度が大きいことがわかり,分子雲では水分子は短時間で生成されることが明らかになった.
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