| 研究課題/領域番号 |
01850183
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| 研究種目 |
試験研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学・複合材料
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
荒井 重義 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (10087538)
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| 研究分担者 |
小林 邦昭 レオニクス株式会社, 常務取締役
鈴木 敏夫 日清紡績株式会社, 取締役研究所長
石川 洋一 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (00167248)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
13,200千円 (直接経費: 13,200千円)
1991年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1990年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1989年度: 10,400千円 (直接経費: 10,400千円)
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| キーワード | レ-ザ-同位体分離 / 赤外多光子分解による同位体分離 / シリコン同位体の分離 / ヘキサフルオロジシラン / ヘキサフルオロジシランの光外多光子分解 / ヘキサフルオロジシランの赤外多光子分解 / 炭素13の分離 / ジフルオロブロモクロロメタンの赤外多光子分解 / フレオン化合物の赤外多光子分解 / 炭酸ガスレ-ザ-による赤外多光子分解 |
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| 研究概要 |
天然のシリコンの同位体組成比は ^<28>Si:^<29>Si:^<30>Si=92.2%:4.7%:3.1%である。ヘキサフルオロジシランSi_2F_6に炭酸ガスレ-ザ-の高いフルエンスのパルス光を照射すると、赤外多光子分解を起こし、気体のSiF_4と白色の粉末を生成するが、適切な実験条件では、この赤外多光子分解は極めて同位体選択的で、未反応のSi_2F_6中には ^<28>Siが、一方、生成物SiF_4中には ^<29>Siあるいは ^<30>Siが濃縮される。本研究の主目的は高出力の炭酸ガスレ-ザ-(最大パルスエネルギ-8J、最大繰り返し数10Hz)を用い、実用的な規模でのシリコン同位体の分離を試みることであった。最初に分離に適切な実験条件を追求した。次に流通法を採用し、長さ4m、内容積13.7litersの照射容器を設計し、レ-ザ-光を焦点距離3mのレンズで絞ってSi_2F_6に照射した。この際容器の窓には常にアルゴンを吹き付け、白色粉末が付着することを防いだ。未反応のSi_2F_6および生成物SiF_4は反応容器から流出後、液体窒素で冷却したトラップに集め、続いて低温蒸留で分離した。以上の実験装置と実験操作により、954.55cm^<ー1>の波数のレ-ザ-光を用い、純度99.7%の ^<28>Siを1時間当り3g、同じく954.55cm^<ー1>の波数のレ-ザ-光を用い、純度12%の ^<29>Siを1時間当り1g、さらに951.19cm^<ー1>の波数のレ-ザ-光を用い、純度33%の ^<30>Siを1時間当り1gの割合で分離することに成功した。この結果は十分に実用化可能といえる段階に到達している。Si_2F_6にHIを添加すると、白色の粉末の生成が抑制されることも見いだした。したがってこの場合は窓にアルゴンを吹き付ける必要がなくなる。この外、Si_2F_6の赤外多光子分解に関する理論的な考察を試み、単分子分解速度の理論計算、レ-ザ-光の吸収過程およびレ-ザ-光による誘導放出過程に対するモンテカルロ計算に基づき、赤外多光子分解を計算器によってシミュレ-ションできることを示した。
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