• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実施状況報告書

回転状態制御による水素分子2電子励起状態の動力学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 25410027
研究種目

基盤研究(C)

研究機関上智大学

研究代表者

小田切 丈  上智大学, 理工学部, 准教授 (80282820)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード2電子励起分子 / 光解離 / 回転準位 / パラ水素 / 非断熱遷移
研究概要

本研究では,水素分子の2電子励起状態ダイナミックス全体に対する定量的な理解を得ることを目的に,回転準位J=0のみのパラ水素を用いた光解離断面積の測定を目指す。
通常のノルマル水素は偶数回転準位のパラ水素と奇数回転準位のオルソ水素の1:3混合物である。両者の間の遷移は極めて遅く,たとえ極低温に保ったとしても,容易にパラ水素のみのガスを得ることはできない。本研究では,磁性体触媒によるオルソ-パラ変換に基づくパラ水素源を製作し,得られたJ=0のみのパラ水素を用いて光解離実験を行う計画である。
研究計画初年度である平成25年度は、オルソ-パラ水素変換器の設計製作および性能評価実験を行った。磁性体触媒としての硫酸ニッケル六水和物を外径1/8インチのステンレスチューブに充填し,バルブと圧力計を組み合わせてクライオスタットを製作した。製作したクライオスタットを液体ヘリウムデュワーに挿入して極低温に保ち,そこに水素ガスを通してオルソ水素をパラ水素に変換させた。クライオスタットを通した水素ガスと通さない水素ガスを用いてライマンα光子収量スペクトルを回転状態が分離できるほど高分解能で測定し,両者を比較することでオルソ-パラ水素変換の効率を評価した。実験は高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設KEK-PFのBL20Aにて行った。クライオスタットのサイズおよび形状に対する試行錯誤,また,クライオスタットの温度,クライオスタット内のガス圧力など種々の実験パラメータに対する試行錯誤を繰り返した結果,変換効率ほぼ100%までに高めることに成功した。

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

オルソ-パラ水素変換器の製作に成功し,おおむね計画通りに進んでいる。

今後の研究の推進方策

パラ水素のみの水素ガス源を得ることに成功したが,光解離実験のガスセルが室温のままではJ=0とJ=2の回転準位が混じってしまう。現在,液体窒素を用いてガスセルを冷却するため装置上の工夫を施している最中である。これに成功すると,J=0のみの水素ガスを用いた光解離実験を行うことができる。かつ,ガスセルの温度と圧力センサーの温度が異なることに起因するサーマルトランスピレーションの効果を見積もることができれば,目的とする光解離実験の準備が整う。サーマルトランスピレーションの効果は,過去の文献に実験式が示されているが,主として温度測定の精度に関連する我々の装置の特性を含んだ補正因子を実験で求める計画である。ここまでを今年度中に行うことを計画している。

次年度の研究費の使用計画

予算使用において発生した少額の端数を次年度に繰り越した。
消費税率が8%に上昇したため,当初計画より必要額が上昇すると予想されるが,その差額に当てる。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Total cross sections for electron scattering from He and Ne at very low energies2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemura, M. Kitajima, M. Kurokawa, K. Toyoshima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, and K. Ito
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 89 ページ: 022709 (9pp)

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.89.022709

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cross sections for the formation of H(n = 2) atom via superexcited states in photoexcitation of methane and ammonia2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kumagai, T. Odagiri, M. Nakano, T. Tanabe, I. H. Suzuki, K. Hosaka, M. Kitajima, and N. Kouchi
    • 雑誌名

      J. Chem. Phys.

      巻: 139 ページ: 164307 (7pp)

    • DOI

      10.1063/1.4826460

    • 査読あり
  • [学会発表] 二電子励起状態におけるH2Oの光子標識付き電子エネルギー損失スペクトル -入射電子エネルギー100eV,小散乱角における測定-2014

    • 著者名/発表者名
      望月雄太,穂坂綱一,土田明代,谷内一史,重村圭亮,小田切丈,北島昌史,河内 宣之
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] H2とD2の光解離による2p原子ペア生成の断面積2014

    • 著者名/発表者名
      椎野健一,仲西祐子,穂坂綱一,小田切丈,北島昌史,河内 宣之
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] しきい光電子源を用いた電子-H2衝突実験の現状2014

    • 著者名/発表者名
      重村圭亮, 北島昌史, 小田切 丈, 加藤英俊, 星野正光, 田中 大, 伊藤健二
    • 学会等名
      物構研サイエンスフェスタ2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20140318-20140319
  • [学会発表] H2とD2の光解離による2p原子ペア生成の断面積2014

    • 著者名/発表者名
      穂坂綱一,椎野健一,仲西祐子,小田切丈,北島昌史,河内 宣之
    • 学会等名
      物構研サイエンスフェスタ2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20140318-20140319
  • [学会発表] アセチレン分子の光解離に伴う準安定水素原子生成断面積2014

    • 著者名/発表者名
      小田切丈,熊谷嘉晃,中野元善,仲西祐子,椎野健一,大類卓,鈴木功,穂坂綱一,北島昌史,河内宣之
    • 学会等名
      物構研サイエンスフェスタ2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20140318-20140319
  • [学会発表] 水素分子の光解離実験のためのオルソ-パラ水素変換器の開発2014

    • 著者名/発表者名
      小田切丈,大類卓,白鳥貴久,熊谷嘉晃,穂坂綱一,北島昌史,河内宣之
    • 学会等名
      物構研サイエンスフェスタ2013
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      20140318-20140319
  • [学会発表] 回転状態を制御した水素分子2電子励起状態の光解離2014

    • 著者名/発表者名
      大類卓、白鳥貴久、小田切丈、熊谷嘉晃、穂坂綱一、北島昌史、河内宣之
    • 学会等名
      日本物理学会 第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      20140318-20140319
  • [学会発表] e--H2 分子の Feshbach 共鳴エネルギーの決定2013

    • 著者名/発表者名
      重村圭亮, 北島昌史, 小田切 丈, 加藤英俊, 星野正光, 田中 大, 伊藤健二
    • 学会等名
      原子衝突学会第 38 回年会
    • 発表場所
      埼玉(理化学研究所)
    • 年月日
      20131116-20131117
  • [学会発表] 水素分子の光解離により生成する Lyman-α 光子ペアの角度相関関数2013

    • 著者名/発表者名
      仲西 祐子、穂坂 綱一、向後 陵子、中野 元善、熊谷 嘉晃、椎野 健一、鈴木 功、小田切 丈、北島 昌史、河内 宣之
    • 学会等名
      第7回分子科学討論会
    • 発表場所
      京都府民総合交流プラザ
    • 年月日
      20130924-20130927
  • [学会発表] Total cross sections for electron scattering from He and Ne in cold electron collisions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemura, M. Kitajima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, K. Ito
    • 学会等名
      XXVIII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
    • 発表場所
      Lanzhou, China
    • 年月日
      20130724-20130730
  • [学会発表] Total cross section for electron scattering from He, Ne, Ar, Kr, and Xe at ultra-low energy2013

    • 著者名/発表者名
      K. Shigemura, M. Kitajima, T. Odagiri, A. Suga, H. Kato, M. Hoshino, H. Tanaka, and K. Ito
    • 学会等名
      The XVII International Workshop on Low-Energy Positron and Positronium Physics and the XVIII International Symposium on Electron-Molecule Collisions and Swarms
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      20130719-20130721
  • [学会発表] Superexcited states resulting in metastable atomic hydrogen in the 2s state formation in photoexcitation of acetylene2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Kumagai, T. Odagiri, M. Nakano, Y. Nakanishi, K. Shiino, S. Oorui, I. H. Suzuki, K. Hosaka, M. Kitajima, and N. Kouchi
    • 学会等名
      第 29 回化学反応討論会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20130605-20130607

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi