2022 Fiscal Year Annual Research Report
水中LIBS分析のスペクトル変動機構の解明と同時多元計測相関解析による高精度化
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20H02764
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
作花 哲夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (10196206)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 直哉 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10372567)
松本 歩 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (30781322)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 水中レーザー誘起ブレークダウン分光法 / 水中LIBS / その場元素分析 / 誤差伝播 / 相関解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）では、発光スペクトル線強度のパルスごとのばらつきが大きく、定量分析の精度を制限する要因となっている。ばらつきの原因は種々考えられるが、昨年度は、プラズマ中の被測定元素の原子密度および原子励起温度のばらつきのスペクトル強度のばらつきへの影響を調べた。その結果、高フルエンス照射の場合には両者以外の第三の効果が大きいことがわかり、自己吸収効果のばらつきがスペクトル強度のばらつきに伝播している可能性が示唆された。本年度は、解析に自己吸収効果を取入れ、発光スペクトル線強度のばらつきの要因に迫った。発光強度は、原子密度に依存すると同時にボルツマン分布を通して原子励起温度にも依存し、さらに発光が遷移の下準位の原子により吸収される自己吸収効果にも依存する。本研究では空気中でのLIBSによる銅の発光スペクトル線を対象とし、プラズマは均一であるとの仮定のもとで、一次元放射輸送式によって自己吸収を考慮に入れたモデルを使って解析した。モデルにおけるパラメータは、温度、基底状態のポピュレーション密度の視線方向積分、および電子密度とし、実験で得られたスペクトルにフィッティングすることで各パラメータを得た。得られたパラメータのばらつきの発光スペクトル線強度への伝播を計算する場合にはパラメータ間の相関も考慮した。その結果、基底状態のポピュレーション密度の視線方向積分のばらつきが発光スペクトル線強度のばらつきに最も大きく影響していることが明らかとなった。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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