| 研究課題/領域番号 |
25740013
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 独立行政法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
竹谷 文一 独立行政法人海洋研究開発機構, 地球環境変動領域, 主任研究員 (50377785)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | レーザー誘起蛍光 / レーザー誘起白熱 / 単一粒子計測 / エアロゾル粒子 / 混合状態 |
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| 研究概要 |
蛍光検出装置を利用して、PSL粒子の蛍光強度のレーザー光パワー依存性で現象を確認した。PSL粒子の蛍光波長領域は300-400nm付近に存在していることからこの波長域での強度依存性を確認した。レーザーパワー一定の条件下では、小さな粒径範囲において、粒子体積に比例であったが、大きな粒径範囲ではその、比例関係が崩れることが確認された。これは、レーザー光が内部に入っていないもしくは粒子の破壊が起きているものと推察された。レーザー光強度が強いと蛍光強度も得られやすいが、背景散乱光も大きく、そのバランスから、レーザー光パワーの最適化を行なった。
蛍光-白熱の組み合わせた装置を作成し、評価を行った。蛍光、白熱の装置を直列に接続し、同一粒子の測定実験を行なった。粒径既知のPSL粒子を用いて、各装置での散乱光の検出(粒径ごとに散乱光強度は確認済み)を行い、同一粒径の散乱光シグナル検出時間差を確認することで同一粒子の検出を行なった。その結果、蛍光装置で、散乱光検出後、0.3-0.7秒の時間差をおいて同一粒径の散乱光が白熱検出装置で約70%程度あることが確認された。以上のことから、蛍光装置で検出された粒子は約0.3-0.7秒で白熱検出装置に運ばれることが明らかとなった。また、この逐次測定システムで、同一粒子の検出には、最低でも1-0.5Hz程度で行うことが必要とされ、実大気などを測定する場合には、希釈などを行い、低濃度条件下で、測定を行う必要あり、そのための整備も行なった。
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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
研究は概ね順調に進んでいる。蛍光検出用レーザーパワーの最適化、体積依存性などを行い、その後、逐次的に異なる装置での単一粒子の検出が行うことが可能であると確認された。初年度の目標である、装置の評価はほぼ達成できたと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究の方針として、モデル粒子を用いて、単一粒子からの蛍光および白熱を検出することにより、同一粒子多成分測定を行う。市販のブラックカーボン粒子に蛍光物質を混合した溶液を作成し、ネブライザーにより粒子を発生させる。発生した粒子は蛍光物質のみ、ブラックカーボンのみ、蛍光/ブラックカーボンの内部混合粒子の三種類に分けられるので、それぞれの粒径および時間差から、粒子を同定し、混合状態の区別を試みる。その後、実大気観測を実施し、装置の評価を行う。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
購入機器の見積が想定より低く、また、様々な消耗品を併用することにより、支出を押さえることができ、さらに予定していた、海外での成果発表、情報収集のための出張を他の業務により、取りやめたため。
今後はこれらの予算を精密な装置評価のために静電分級器(DMA)をレンタルすることにより、研究を進める。
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