2013 Fiscal Year Annual Research Report
星間塵表面におけるアンモニア分子の重水素濃集過程の解明と分子雲温度推定への応用
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24740362
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
日高 宏 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00400010)
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| Keywords | 同位体分別 / 星間塵表面反応 / 星間化学 |
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| Research Abstract |
アンモニア分子は，分子雲内にある氷星間塵と呼ばれる微粒子の表面で，N原子へのH原子逐次付加により生成されることが明らかになっているが，宇宙空間における重水素（D）/ 水素（H）原子の存在比に比べて高度に重水素化している重水素化アンモニア分子の生成過程は未解明である．研究代表者は，星間塵表面においてN原子にH原子もしくはD原子が逐次付加する際に同時に生じると予想されるH原子およびD原子引き抜き反応で，H原子の引き抜き反応がD原子のそれに比べて高効率で生じることにより，D/H比の統計で決まる値より高濃度に重水素化したアンモニア分子が出来るのではないかと予想した．そこで本研究では，疑似星間塵表面に吸着させたN原子へHおよびD原子照射実験を行い，照射D/H比から統計的に決まる値以上の重水素化アンモニア分子が生成されるか検証を行うことを主たる目的として研究を行った．
重水素化度の異なった複数のアンモニア分子が出来ても明確な同定が可能な生成量を確保するには，多量のN原子を疑似星間塵表面に吸着させる必要がある．そのため，本研究を遂行するには高強度のN原子源の開発が不可欠となり，その開発を行った．初年度は，N原子源はマイクロ波による電子サイクロトロン共鳴型にすることを決定し，必要なミラー磁場を発生させるソレノイドコイルと永久磁石による六極磁場の詳細を２次元磁場計算により決定した．しかし，マイクロ波の供給方法に変更を加えることで，磁場で閉じ込められたプラズマ内の電子により効率よくマイクロ波を吸収させることが可能になることが明らかになり，最終年度に設計の変更を行った．この変更により，プラズマ室のサイズや磁場の強度や磁石のサイズも変更が必要になり，それに伴い再度磁場計算を行った．尚，求めている性能を実現する実機を製作できるようにするため，再解析は３次元磁場計算より詳細な計算を行った．
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