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水分子にマイクロ波(周波数22.235GHz、平成元年度経費でマイクロ波関連装置を購入)を照射することにより水分子の回転エネルギ-を励起した凝縮実験を行った。実験装置としては現有の超音速分子線装置を用い、水および水+アルゴン、水+窒素混合蒸気を先細ノズル(直径173μm)から真空中に噴出させ、この自由噴流中で形成される水分子クラスタ-の生成量を四重極質量分析計で測定した。本年度は、(1)クラスタ-生成量に対する混合気体分子の影響、(2)クラスタ-生成量に対する気体源圧力の影響、(3)自由噴流にマイクロ波を照射することにより水分子の回転エネルギ-を励起させ、高い回転温度状態にある水分子から生成される各種クラスタ-を質量分析することにより、凝縮初期過程であるクラスタ-生成過程に対する分子の回転温度の影響を調べた。その結果、
1.水+アルゴン混合系の方が水+窒素混合系よりも水分子クラスタ-生成量が大きく、水蒸気の組成比が小さいほどその差は大きい。また、クラスタ-が大きいほど生成量の差は大きくなる。
2.気体源圧力が大きいほどクラスタ-生成量は大きくなる。水蒸気の組成比が小さいほどこの影響は大きい。
3.回転エネルギ-励起が水分子クラスタ-生成量に及ぼす影響はほとんど見られなかった。この理由として、自由噴流中では水分子の回転温度が非常に低くなっているためマイクロ波吸収による効果的な回転エネルギ-励起が起こらなかったことも考えられる。現在、ノズル内においてマイクロ波による水分子の回転エネルギ-励起を検討中である。
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