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2012 Fiscal Year Annual Research Report

分子内カスケード同位体分離法の研究

Research Project

Project/Area Number 20360423
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

横山 啓一  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60354990)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松岡 雷士  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (50455276)
市原 晃  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (60354784)
黒崎 譲  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60370392)
Project Period (FY) 2008-04-08 – 2013-03-31
Keywords同位体選択 / 多段階誘導ラマン / カスケード励起 / 窒素分子 / 運動量画像分光 / 回転状態分布 / ハロゲン化アルカリ分子 / 塩化カリウム分子
Research Abstract

理論的研究では、実験的研究の作業分子であるハロゲン化アルカリ分子の例としてLiCl及びCsI+の精密ポテンシャルエネルギー曲線を計算し、実験に有効な指針を提供した。一方、高回転準位にある分子の結合解離プロセスについての理論的研究では、前年度までに開発した振動と回転を同等に扱えるコードを用いて、同位体選択的分解のシミュレーションを実施した。その結果、選択的解離が可能であることを示し、分子内カスケード同位体分離スキームを完結させることが出来た。これらの成果を論文発表2件、国際会議1件、国内学会4件の発表に結びつけた。
実験的研究では、窒素分子の多段階誘導ラマンによるカスケード回転励起の研究を継続した。前年度観測した回転状態分布移動の兆候を手がかりとして、レーザーの集光強度や位置決め精度の最適化を通してより確度の高いテータを得ることに成功した。その結果、室温大気圧下での分布移動が可能であることを確実にした。この成果を2013年6,7月の国際会議2件で報告する。残念ながら同位体選択性の実験に関しては、担当者転出の影響もあり同位体試料導入装置の完成までとなった。なお、本実験と全く同じ窒素分子の多段階誘導ラマンによる同位体選択性実証実験が、極低温ながら、2012年7月にZhdanovicらにより報告された[PRL109,043003]。本研究の結果と合わせて考えると、高温で威力を発揮する本同位体分離法が間接的に実証されたといえる。一方、光分解運動量画像分光を用いた実証実験では、KCl分子の運動量画像取得に成功し、回転状態分布を反映していることを確認した。この成果は、本同位体分離法を実用化する際に必須となる、テラヘルツ波を用いた原理実証実験に不可欠の技術であり、2013年6月の国際会議で発表する。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2013 2012 2010 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Physical implementation of quantum cellular automaton in a diatomic molecule2013

    • Author(s)
      L. Matsuoka
    • Journal Title

      J. Compu. Theo. Nanosci.

      Volume: 10 Pages: 印刷中

    • DOI

      in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An analytic formula to describe transient rotational dynamics of diatomic molecules in an optical frequency comb2013

    • Author(s)
      A. Ichihara
    • Journal Title

      Chin. J. Chem.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ab into MRSDCI study on the low-lying electronic states lithium chloride molecule2012

    • Author(s)
      Y. Kurosaki
    • Journal Title

      J. Chem. Phys.

      Volume: 137 Pages: 064305

    • DOI

      10.1063/1.4742059

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ab inito study on the low-lying potential energy curves of the diatomic cesium iodide cation (Csl+)2012

    • Author(s)
      Y. Kurosaki
    • Journal Title

      Comput. Theo. Chem.

      Volume: 999 Pages: 239-245

    • DOI

      10.1016/j.comptc.2012.09.007

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Displacement of rotational-state distribution in diatomic molecules with a train of femtosecond laser pulses2013

    • Author(s)
      F. Yoshida
    • Organizer
      CLEO-PR & OECC/PS 2013
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府京都市)
    • Year and Date
      20130630-20130704
  • [Presentation] Spectral measurement of picosecond optical pulses by optogalvanic spectroscopy2013

    • Author(s)
      L. Matsuoka
    • Organizer
      CLEO-PR & OECC/PS 2013
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府京都市)
    • Year and Date
      20130630-20130704
  • [Presentation] Theoretical study on isotope-selective excitation of diatomic molecules by a terahertz frequency comb2013

    • Author(s)
      A. Ichihara
    • Organizer
      CLEO-PR & OECC/PS 2013
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府京都市)
    • Year and Date
      20130630-20130704
  • [Presentation] Coherent anti-Stokes Raman scattering from aligned nitrogen molecules2013

    • Author(s)
      F. Yoshida
    • Organizer
      29th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      20130605-20130607
  • [Presentation] Momentum-imaging spectroscopy of UV photodissociation of potassium chloride (KCl) molecules2013

    • Author(s)
      M. Hashimoto
    • Organizer
      29th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      20130605-20130607
  • [Presentation] Displacement of rotational-state distribution by a train of femtosecond laser pulses

    • Author(s)
      K. Yokoyama
    • Organizer
      28th Symposium on Chemical Kinetics and Dynamics
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡県春日市)
  • [Presentation] An analytic formula to describe transient rotational dynamics of diatomic molecules in an optical frequency comb

    • Author(s)
      A. Ichihara
    • Organizer
      The 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics (AISAMP 10)
    • Place of Presentation
      Institute of Atomic and Molecular Sciences, Taipei
  • [Presentation] Implementation of continuous-time quantum walk in a diatomic molecule by a train of non-resonant optical pulses

    • Author(s)
      L. Matsuoka
    • Organizer
      Workshop of Quantum Dynamics and Quantum Walks
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
  • [Presentation] 光周波数コムによるLiCl分子の同位体選択的回転励起の理論研究

    • Author(s)
      市原 晃
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県草津市)
  • [Presentation] 非断熱遷移過程を含む異性化反応の量子最適制御

    • Author(s)
      黒崎 譲
    • Organizer
      第6回分子科学討論会2012
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
  • [Presentation] ピコ秒テラヘルツパルスによる同位体選択原理

    • Author(s)
      横山啓一
    • Organizer
      第19回FELとHigh-Power Radiation研究会
    • Place of Presentation
      日本原子力研究開発機構(京都府木津川市)
    • Invited
  • [Presentation] 光周波数コム中での二原子分子の回転遷移に対する確率振幅の解析表現

    • Author(s)
      市原 晃
    • Organizer
      第5回文部科学省最先端の光の創成を目指したネットワーク研究拠点プログラムシンポジウム
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京都)
  • [Presentation] 光パルス列による窒素分子回転状態分布の移動

    • Author(s)
      横山啓一
    • Organizer
      第5回文部科学省最先端の光の創成を目指したネットワーク研究拠点プログラムシンポジウム
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京都)
  • [Presentation] Displacement of rotational state distribution by a train of femtoseconds laser pulses

    • Author(s)
      K. Yokoyama
    • Organizer
      13th Advanced Photon Research Symposium
    • Place of Presentation
      日本原子力研究開発機構(京都府木津川市)
  • [Presentation] Narrow-band laser amplifier system for tunable UV light generation

    • Author(s)
      L. Matsuoka
    • Organizer
      13th Advanced Photon Research Symposium
    • Place of Presentation
      日本原子力研究開発機構(京都府木津川市)
  • [Presentation] Theoretical study on isotope-selective rotational excitation of diatomic molecules in an optical frequency comb

    • Author(s)
      A. Ichihara
    • Organizer
      13th Advanced Photon Research Symposium
    • Place of Presentation
      日本原子力研究開発機構(京都府木津川市)
  • [Presentation] Quantum optimal control for isomerization including nonadiabatic processes

    • Author(s)
      Y. Kurosaki
    • Organizer
      13th Advanced Photon Research Symposium
    • Place of Presentation
      日本原子力研究開発機構(京都府木津川市)
  • [Remarks] レーザー量子制御研究グループ|光量子科学研究ユニット(木津地区)

    • URL

      http://wwwapr.kansai.jaea.go.jp/aprc/app-qe.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] Selective molecular excitation method and isotope separation method using the same, isotope analysis method, selective molecular excitation apparatus and isotope separation apparatus2010

    • Inventor(s)
      K. Yokoyama et al.
    • Industrial Property Rights Holder
      日本原子力研究開発機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      U.S.Patent No. 8247762
    • Filing Date
      2010-09-22
    • Acquisition Date
      2012-08-21
    • Overseas

URL: 

Published: 2014-07-24  

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