土星の衛星タイタンで観測されたタイタンソリンの生成メカニズムの解明

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20200045
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 岩本 賢一 Osaka Prefecture University, 理学系研究科, 助教 (00295734)
• Keywords: イオン分子反応 / 反応速度定数 / 移動管 / 質量分析 / 宇宙化学

Research Abstract

土星の衛星探査機カッシーニが衛星タイタン上空の大気成分を質量分析したところ、正イオンとしては窒素、メタン、ベンゼンなどm/z=350までの分子が観測され、負イオンとしては分子量がm/z=8000までの高分子が観測された。本研究では、タイタンの大気条件(組成、温度、圧力など)を実験室で再現し、正/負イオンが霧を形成する高分子化現象を解析することで、タイタンソリンの生成過程を明らかにすることを目的とする。
そのために以下の、新規な低温移動管(イオンモビリティ)質量分析装置の作製に着手した。
1)低温移動管分析装置の作製
新規な移動管分析装置の設計、製作を行った。特に10Kまで温度可変である低温のコールドヘッドに取り付けたため、低温領域の測定が可能となる。移動管の透過効率が向上する新規なレンズを装着した。透過効率の向上はイオン軌道シミュレーションSIMIONで確認した。
2)移動管と四重極質量分析計の結合
低温移動管に四重極質量分析計を取り付け、特定のイオンのみの分析を可能とする装置の作製を行った。移動度の測定は移動管内の正確な滞在時間から求められる。このため、測定対照とするイオンだけの滞在時間が必要となる。異なる質量のイオンでも滞在時間が同じであれば、移動度の測定が困難となる。このため、選択したイオンのみが分析できる四重極質量分析計を購入した。移動管と四重極質量分析を結合するための新規なイオンレンズを考案し、作製した.
現在、新規なイオン源の作製を行なっており、移動管装置に装着した後、低温における種々のイオンの移動度を測定する。