分子軸配向ビームを用いた近接効果発現機構の解明

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25820452
• 研究種目: 若手研究(B)
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 千葉 敦也 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 高崎量子応用研究所 放射線高度利用施設部, 研究副主幹 (40370431)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 高速クラスターイオン / 近接効果

研究概要

分子やクラスターの衝突反応過程を理解することは、原子分子物理や表面反応科学をはじめ、原始星の形成や生命の起源など様々な研究において基礎となる。クラスター衝突で発現する近接効果は、反応過程において重要な物理現象であるが、十分には理解できていない。その要因の一つには、クラスターの入射配向（進行方向に対する分子軸の角度）に反応場が依存するなどの不定要素が近接効果の発現機構を複雑化していることにある。本研究では、進行方向に配向した直鎖状クラスターの存在比を制御した配向ビームを形成し、それを照射して得られるエネルギー付与などから、クラスター衝突における近接効果の配向依存性を明らかにし、その発現機構の解明に寄与することを目的とする。
直鎖状配向ビームの形成は、ガスとの相互作用による解離断面積の構造及び配向依存性を利用する。25年度は、実験系の構築と粒子軌道計算プログラムの製作を行い、試験的実験として、Heガスとの衝突で解離した６MeV-C2イオンの発散角分布の測定をクーロン爆発イメージ法により行った。軌道計算により発散角分布からC2イオンの解離核間距離を導出したところ、薄膜誘起解離の場合のそれよりも平均で1Å程度増大することが分かった。26年度は、ガスターゲットを解離せずに透過したC2イオンの配向角をクーロン爆発イメージ法で測定し、今年度得られた結果を考慮した軌道計算をもとに解析を進める。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

真空状態の悪化から、ガスジェットのパルス周波数を当初の想定まで上げることができず、データの蓄積に時間が掛かったため。

今後の研究の推進方策

真空排気系を改良し、ガスターゲットをパルス方式から連続流入方式に切り替えることで、データ取得の効率化を図る。

次年度の研究費の使用計画

当初購入を予定していた装置の一部を既存のもので代用できたため。
粒子検出器などの消耗品に加え、装置改良に必要な部品を購入する。