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熱脱離型エアロゾル質量分析計における大気微粒子の気化・イオン化過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H01862
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関首都大学東京

研究代表者

竹川 暢之  首都大学東京, 理学研究科, 教授 (00324369)

研究分担者 三澤 健太郎  首都大学東京, 理学研究科, 助教 (10431991)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワード環境分析 / エアロゾル / 質量分析計 / 熱脱離 / イオン化過程
研究成果の概要

エアロゾルは気候変動や大気汚染に大きな影響を及ぼす。これまで、熱脱離型エアロゾル質量分析計を用いたリアルタイム成分分析が行われてきたが、定量において不確実性がある。本研究の目的は、熱脱離型エアロゾル質量分析計の気化・イオン化効率の支配要因を明らかにすることである。室内実験により、粒子からの脱離ガスの空間広がりが分子種に応じて大きく異なることを見出した。さらに、その要因として脱離点近傍での分子間衝突が重要であることを数値シミュレーションに基づき示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱脱離型エアロゾル質量分析計は、世界のエアロゾル研究に幅広く活用されており、信頼性の高いデータ構築はこれらの研究の基盤となるものである。一方で、定量の根幹に関わる熱脱離過程やイオン化過程については理論的には十分に理解されておらず、経験式に依存している。本研究では、これまで考慮されてこなかった脱離点近傍での分子衝突の重要性を、実験および理論の両面から初めて示した点に学術的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] 米国海洋大気庁(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Ionization efficiency of evolved gas molecules from aerosol particles in a thermal desorption aerosol mass spectrometer: Numerical simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Ide, Kento Uchida, and Nobuyuki Takegawa
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology

      巻: 53 号: 7 ページ: 843-852

    • DOI

      10.1080/02786826.2019.1612512

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionization efficiency of evolved gas molecules from aerosol particles in a thermal desorption aerosol mass spectrometer: Laboratory experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Kento Uchida, Yu Ide, and Nobuyuki Takegawa
    • 雑誌名

      Aerosol Science and Technology

      巻: 53 号: 1 ページ: 86-93

    • DOI

      10.1080/02786826.2018.1544704

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 熱脱離型エアロゾル質量分析計における粒子気化成分のイオン化効率2019

    • 著者名/発表者名
      井手 佑, 内田 健斗, 竹川 暢之
    • 学会等名
      第36回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ionization efficiency of evolved gas molecules from aerosol particles in a thermal desorption aerosol mass spectrometer2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Ide, Kento Uchida, and Nobuyuki Takegawa
    • 学会等名
      AAAR 37th Annual Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionization efficiency of evolved gas molecules from aerosol particles in a thermal desorption aerosol mass spectrometer: laboratory experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Kento Uchida, Yu Ide and Nobuyuki Takegawa
    • 学会等名
      2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium/15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ionization efficiency of evolved gas molecules from aerosol particles in a thermal desorption aerosol mass spectrometer (TDAMS): numerical simulations2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Ide, Kento Uchida, and Nobuyuki Takegawa
    • 学会等名
      2018 joint 14th iCACGP Quadrennial Symposium/15th IGAC Science Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱脱離型エアロゾル質量分析計における粒子成分の熱分解とイオン化に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      内田 健斗, 竹川 暢之
    • 学会等名
      第34回エアロゾル科学・技術研究討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 熱脱離型エアロゾル質量分析計におけるイオン化効率の分子量依存性2017

    • 著者名/発表者名
      内田 健斗, 井手 佑, 竹川 暢之
    • 学会等名
      第23回大気化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-20  

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