星間空間および惑星大気中におけるラジカル反応の速度論的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15550008
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 關 金一 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (30250103)
• Keywords: ラジカル反応 / 光反応 / C2Hラジカル / 星間空間 / 惑星大気 / LIF / アセチレン / 低温固相反応

Research Abstract

星間空間および惑星大気中におけるラジカルを主とする反応速度を極低温領域で測定するための多目的チャンバーを設計・製作した。本チャンバーはガスフロー系、反応室、励起およびモニター光学系、光検出部、真空排気系、冷却システム、温度制御系よりなり、極低温におけるラジカルの測定を可能にするものである。本年度は特に低温固相下での光反応生成物をFT-IRにより直接検出することを主眼としたシステムとなっている。作成したチャンバーを用いて現在までにアセチレン系の化合物の光反応中間体の検出に成功した。主として生成した中間体はC_nHタイプのラジカルであった。一方、気相における化学反応はLIF法によるラジカルの検出の実験を行った。中心課題はC_2Hラジカルの反応でその検出について検討を進めている。C_2Hラジカルはエキシマーレーザー(193nm)による光分解でパルス的に生成させる。ラジカルが生成後、充分に基底状態に緩和した後、他の分子と反応して減衰する速度を波長可変レーザーを用いたLIF法により測定した。現段階ではラジカルからと思われるLIFシグナルが得られているものの同定にまではいたっていない。同定後に、C_2Hラジカルと星間空間や惑星大気中に見られるジアセチレン(C_4H_2)、シアノアセチレン(HC_3N)、ジシアノアセチレン(C_4N_2)を反応させ反応速度を測定する計画を進行させている。反応に用いる分子は現段階ですべて有機化学的手法により合成を完了した。本年度の成果としては低温固相中でアセチレンから直接、ジシアノアセチレンが生成していることを確認できた。これにより惑星大気中における低温エアロゾル表面での光化学過程の反応機構の解明に寄与することができた。

Research Products

• [Publications] M.Yagi, I.Yamamoto, R.Sasase, K.Seki: "Optical and Time-Resolved Electron Paramagnetic Resonance Studies of the Excited States of para-Methylcinnamic Acid and para-Methylcinnamate Anion"Appl.Magn.Reson.. 23. 3-4 (2003)