2021 Fiscal Year Annual Research Report
Collaborative reactions between gas phase ions and interstellar dust surface: search for new reaction processes for complex organic molecule formation
Publicly Offered Research
| Project Area | Next Generation Astrochemistry: Reconstruction of the Science Based on Fundamental Molecular Processes |
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| Project/Area Number |
21H05442
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
中井 陽一 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任研究員 (30260194)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Keywords | 星間化学 / イオン表面反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複雑有機分子生成につながる新しい反応過程として最近理論的研究が進んでいる炭素原子イオンと星間塵表面上の水分子や他の安定分子が関与する反応を主な対象として実験的な検証を行い，反応過程の特徴を調べることを目標としている．本年度はそのために使用する炭素原子イオン源の試作を行なった．炭素原子イオン源の候補としては，静電磁場によって電子ビームとイオンの閉じ込めを行い，電子ビーム衝撃によるイオンの生成を行う電子ビームイオン源と，静磁場でイオンと電子の閉じ込めを行い，高周波電磁場によってエネルギーを付与された電子の衝撃によってイオン生成を行う電子サイクロトロン共鳴イオン源，の２タイプについて検討を行なった．既有装置のイオン源部として大きな問題がなく置き換えができること，既有装置のイオン選別系とのマッチングが比較的容易にできることなどの要件を考慮して検討を行なった．その結果，永久磁石と磁気金属材料で構成される磁気回路を持ったコンパクトな電子ビームイオン源を試作することにした．
この電子ビームイオン源は，電子ビームを閉じ込める静磁場を発生させるため，上記したように永久磁石と磁気金属材料で構成される磁気回路をもつ．この磁気回路を用いて軸対称で中心軸付近に平行に近い磁場を発生させる．また，中心軸付近は中空になっておりその部分に電子ビームを通過させイオンを生成しイオンを静電場で中心軸方向に引き出す必要がある．磁場シミュレーションを用いて磁気回路構成と中心軸付近中空部の電極構成の検討及び設計を行なった．その設計に基づいて磁気回路を製作した．また，電子ビーム発生のための電子源は熱陰極型を使用した．イオン源の試験は次年度の課題となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
既有装置での試験で装置トラブルが発生したこと，必要機器部品の調達に想定以上に時間を要したことによる．
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| Strategy for Future Research Activity |
イオン源試験を比較的円滑に実施できるように，また，既有装置の改良点の洗い出しなどの既有装置を用いた研究内容の遅滞を少なくするように，イオン源試験専用の超高真空装置を立ち上げることなどの対策を検討し実施することとする．
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