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反応非平衡条件下でのイオン誘発核生成の定量的解明:生成素反応への実験的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 25287148
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 地球宇宙化学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

中井 陽一  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (30260194)

研究分担者 渡部 直樹  北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50271531)
連携研究者 小島 隆夫  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 専任研究員 (90211896)
日高 宏  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00400010)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2015年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2013年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワードクラスターイオン / 大気イオン化学 / 微粒子核生成 / 原子分子物理
研究成果の概要

イオン選別入射型移動菅を用いて、H3O+(H2O)nイオンの水分子逐次付加反応に関するギブスの自由エネルギー変化を従来の測定に比べて安定で精度良く測定できた。さらに、水蒸気中でのH3O+(H2O)nイオンの水分子逐次付加/脱離反応平衡に対して、反応平衡定数の経験的な有効温度を得ることができた。有効温度は電場の影響を受けた衝突エネルギーを代表する物理量である。その電場依存性を表すパラメータにH3O+(H2O)nイオンの構造が反映される可能性を見出した。RFイオントラップをクラスターイオン生成実験に利用するために、トラップを用いたイオン質量選別などのイオン操作法の試験研究を行った。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Oxidation of SO2 and formation of water droplets under irradiation of 20 MeV protons in N2/H2O/SO22015

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Tomita, Yoichi Nakai, Shuhei Funada, Hideomi Tanikawa, Isao Harayama, Hitomi Kobara, Kimikazu Sasa, Jens Olaf Pepke Pedersen, Preben Hvelplund
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 365 ページ: 616-621

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2015.08.073

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Reaction equilibrium in electric field of an ion drift tube: stepwise formation of H3O+(H2O)n cluster ions2015

    • 著者名/発表者名
      中井陽一、日高宏、渡部直樹、小島隆夫
    • 学会等名
      XIX International Symposium on Electron-Molecule Collisions and Swarms
    • 発表場所
      Universidade Nova de Lisboa、リスボン、ポルトガル
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reaction equilibrium for stepwise attachment/detachment of a water molecule to/from H3O+(H2O)n in electric field of an ion drift tube2015

    • 著者名/発表者名
      中井陽一、日高宏、渡部直樹、小島隆夫
    • 学会等名
      第31回化学反応討論会
    • 発表場所
      北海道大学工学研究科、北海道札幌市
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン誘起微粒子核生成III: 反応速度論的アプローチ2015

    • 著者名/発表者名
      渡部直樹、中井陽一、羽馬哲也、日高宏
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉県千葉市
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Formation of Nanodroplets in N2/H2O/SO2 under Irradiation of Fast Proton Beams2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Tomita, Yoichi Nakai, Shuhei Funada, Hideomi Tanikawa, Isao Harayama, Hitomi Kobara, Kimikazu Sasa, Jens Olaf Pepke Pedersen, Preben Hvelplund
    • 学会等名
      Swift Heavy Ions in Matter 2015
    • 発表場所
      The darmstadtium Convention Center、ダルムシュタット、ドイツ
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン移動管中で生成されたH+(H2O)nの平衡質量分布測定2015

    • 著者名/発表者名
      中井陽一、日高宏、渡部直樹、小島隆夫
    • 学会等名
      第4回イオン移動度研究会
    • 発表場所
      東北大学理学研究科、宮城県仙台市
    • 年月日
      2015-04-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン移動管電場中で生成されたH3O(H2O)n+クラスターイオンの平衡観測2015

    • 著者名/発表者名
      中井陽一、日高宏、渡部直樹、小島隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      東京都新宿区、早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Experiments for ionic cluster formation using an ion drift-tube with selected-ion injection2014

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Nakai, Hiroshi Hidaka, Naoki Watanabe, Takao M. Kojima
    • 学会等名
      Workshop on interstellar Matter 2014
    • 発表場所
      北海道札幌市、北海道大学低温科学研究所
    • 年月日
      2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Formation of H3O+ hydrate by NO+ injection into drift tube filled with H2O/buffer gases: separation between the contributions of two formation pathways by the drift time measurements2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hidaka, Yoichi Nakai, Takao M. Kojima, Naoki Watanabe
    • 学会等名
      Workshop on interstellar Matter 2014
    • 発表場所
      北海道札幌市、北海道大学低温科学研究所
    • 年月日
      2014-10-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Drift time measurements of H3O+ hydrate formed by NO+ injection into drift tube filled with H2O/buffer gas at low temperatures2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hidaka, Yoichi Nakai, Takao M. Kojima, Naoki Watanabe
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • 発表場所
      福岡県福岡市、九州大学医学部百年講堂
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ionic cluster formation using an ion drift-tube with selected-ion injection - Measurement of thermodynamic quantities for H3O+ Hydrate2014

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Nakai, Hiroshi Hidaka, Naoki Watanabe, Takao M. Kojima
    • 学会等名
      The 17th International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • 発表場所
      福岡県福岡市、九州大学医学部百年講堂
    • 年月日
      2014-09-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン誘起微粒子核生成 I:装置開発とねらい2014

    • 著者名/発表者名
      渡部直樹、日高宏、中井陽一、小島隆夫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2014年大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市、パシフィコ横浜会議センター
    • 年月日
      2014-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン誘起微粒子核生成 II: 水クラスターイオンの自由エネルギー2014

    • 著者名/発表者名
      日高宏、中井陽一、小島隆夫、渡部直樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2014年大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市、パシフィコ横浜会議センター
    • 年月日
      2014-05-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン打ち込み型移動管を用いた水和クラスターイオンの生成実験の現状3

    • 著者名/発表者名
      中井陽一,日高宏,渡部直樹,小島隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会 2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島県、徳島市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イオン打ち込み型移動管を用いた水和クラスターイオンの生成実験の現状4

    • 著者名/発表者名
      中井陽一、日高宏、渡部直樹、小島隆夫
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      神奈川県、平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] NO+による水クラスターイオン生成:準安定NO+による影響

    • 著者名/発表者名
      日高宏、中井陽一、小島隆夫、渡部直樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      神奈川県、平塚市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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