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本研究では、プラズマシャッターを利用した波形整形ナノ秒レーザーパルスによる分子整列技術を、既存の回転コヒーレンス同位体分離と組み合わせることで、①同位体選択性の向上、②重元素に対する高選択的同位体分離、を実証することを目指す。
H28年度は、①N2同位体ガスに対する回転コヒーレンス同位体分離実験において選択性を改善するための条件最適化、②重元素同位体分離の実証実験の最適条件を予測するための回転波束計算、③腐食性ガスであるIBrを使用するための実験システムの腐食性ガス対策、を実施した。
①N2同位体分離実験では、H27年度に得られた選択性(イオン収量比変化で±1割程度)を改善するよう、レーザーパラメータ最適化を進めた。その結果、わずかに選択性を改善することが出来た。②IBr回転波束計算では、レーザー強度依存性、波形整形ナノ秒パルスとイオン化パルスの相対偏光角度依存性を算出した。IBrのイオン化確率は、我々の密度汎関数計算により、偏光と分子軸が60度程度の時が最大になる。しかし、波束計算により、同位体選択性は相対偏光角度が0度の際に最大になることが判明した。IBr試料回転温度10K、波形整形ナノ秒パルス強度が2×10^12W/cm2の条件で、I81Br/I79Brのイオン収量比が0.65～1.60の範囲で変化することが明らかになった。③腐食性ガスである対象分子IBrを使用する際に必要となる、ガス導入部の交換、ハロゲンフィルターの排気系への導入など、実験システムの腐食性ガス対策を行った。
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