| 研究課題/領域番号 |
23K25123
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| 補助金の研究課題番号 |
22H03869 (2022-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2022-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
富田 英生 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20432239)
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| 研究分担者 |
阿部 理 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (00293720)
植村 立 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (00580143)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 同位体分子 / レーザー分光 / 放射性核種 / 放射性同位体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、光吸収強度の高い中赤外領域と光共振器で感度を飛躍的に向上させたレーザー光吸収分光法を用いて、存在比の極めて低い多重置換同位体分子の光吸収量を測定して同位体分子の存在比を直接分析する手法を開発する。二酸化炭素を第一の目標として、存在比がppmレベルの多重置換同位体CO2分子を、少量試料で高精度に分析できる手法の開発を目指す。本手法により、微量試料測定・連続モニタリング・その場分析などが可能となり、原子力工学のみならず、エネルギー工学、薬学、地球惑星科学、歴史学などへの展開も考えられ、多重置換同位体分子の超高感度分析を基盤とした新たな学術の創生につながると期待できる。
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| 研究実績の概要 |
1. 中赤外キャビティーリングダウン吸収分光法の開発
環境試料などへの応用を想定し、試料量が微量な同位体分子に対するキャビティーリングダウン分光（CRDS）を可能とするために、分光ガスセルを設計し、その主要構成部品を整備した。後述の試料導入法を想定した設計としたものの、圧力制御系に必要な物品の選定に時間を要したため、ガスセルの構築したが、その特性評価にはいたらなかった。また、CRDSにてclumped isotopeの存在比を高精度測定するために、HITRANデータベースを用いて吸収線の計算を行い、妨害吸収線の影響や吸収強度、また、レーザー波長可変領域などを考慮して、最適と思われる波長帯を選択した。これらの波長帯でのclumped isotopeの吸収ピークに対し、高精度測定に必要な試料ガスの条件（温度、圧力など）を評価した。さらに、既存のガスセルと広帯域波長可変な外部共振器型中赤外量子カスケードレーザーを用いてCO2のCRDSを行い、clumped isotopeである13C16O18O、13C16O17O、13C18O2の吸収ピークを測定できることを示した。この基礎実験を通じて、試料ガス導入系とガスセルについての問題点を抽出した。
2. 試料導入法の開発と分析性能評価
・大気CO2や炭酸塩を対象とした高精度なclumped isotopeの存在比測定を行うために、真空系によるCO2精製装置および炭酸塩のリン酸分解装置の開発に着手した。また、CRDS法の分析性能を評価するための試料の調製・準備を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
製品の調達に時間がかかるなどの問題があり、想定外の遅れが一部にあるものの、初年度に計画した内容を実施することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
ガスセル内の圧力を高精度に制御する必要があることが明らかとなっており、その対策を検討する必要があるが、計画通り研究を推進する予定である。
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