| 研究課題/領域番号 |
20H02764
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分34020:分析化学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
作花 哲夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (10196206)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | レーザー誘起ブレークダウン分光法 / 水中LIBS / 原子発光スペクトル / 自己吸収スペクトル / レーザービーム透過プローブ法 / 誤差伝播 / 相関解析 / キャビテーション / 水中レーザー誘起ブレークダウン分光法 / その場元素分析 / LIBS / 水中その場元素分析 / レーザー分光 / スペクトル変動 / キャビテーションバブル / 発光強度 / 衝撃波 / 同時計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
レーザー誘起ブレークダウン分光法（LIBS）の同時多元計測相関解析による精度向上を目的とする。この方法では、プラズマの状態を特徴付けるパラメータ（参照パラメータ）を発光スペクトルと同時に計測し、参照パラメータの測定結果によってスペクトルの採用・棄却を決める。このとき、スペクトルの強度や形状と強く相関している参照パラメータを見つけることが高い分析精度を得るために重要であるが、そのためにはスペクトルの変動メカニズムを理解することが必要である。本研究では、水中LIBSにおけるスペクトル変動メカニズムを解明し、同時多元計測相関解析による水中LIBSによる元素分析の格段の精度向上を達成する。
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| 研究成果の概要 |
水中その場レーザー誘起ブレークダウン分光法において、原子発光線スペクトル強度がパルス照射ごとに大きくばらつく原因について研究した。パルスレーザー照射からスペクトル測定に至る一連の現象を特徴づけると考えられるパラメータとして、衝撃波の強さ、キャビテーションバブル（気泡）の大きさ、気泡の寿命、溶存種の発光スペクトル線強度、水由来の酸素原子の発光スペクトル線強度などをとりあげ、分析対象原子のスペクトル強度との相関を調べることでばらつきの原因を解明し、さらにスペクトル強度の規格化による定量性向上の方法を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水中LIBSは、深海底における資源探査の効率を格段に向上させることができる元素分析法である。本研究の成果を用いることでより精度の高い分析結果を与える水中LIBS装置の開発が可能になる。そのような水中LIBS装置は、海底資源探査だけでなく、多様な水中その場元素分析のニーズに応えることができる。一方本研究は、水中におけるレーザープラズマの生成消滅過程におけるさまざまなパラメータが、それぞれどのように発光スペクトルに寄与するかを調べる方法論を与えており、水中レーザープラズマの物理過程および化学過程を発光スペクトルによって解明する学術的研究に寄与する。
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