小型多価イオン源を用いた多価イオン-分子衝突における解離過程〜価数による反応熱の制御〜

使用小型多价离子源的多价离子-分子碰撞中的解离过程〜通过价数控制反应热〜

• 批准号: 10740203
• 负责人: 本橋 健次
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740203/
• 关键词: 多価イオン; 分子; 解離; 反応熱; 電子衝撃型多価イオン源

本研究の目的は大きく分けて二つある。一つは、永久磁石を用いた高性能・小型の電子衝撃型多価イオン源を開発すること、もう一つは、その多価イオン源を用いた多価イオン-分子衝突実験において、価数を変化させることにより反応熱を制御し、分子の解離機構を調べることである。小型多価イオン源は、軸方向に着磁された二つのリング状永久磁石(NdFeB)を用いて開発した。永久磁石を用いることで、ソレノイドコイルや超電導ヘルムホルツコイルを用いた従来のイオン源に比べ大幅な小型化が実現され、持ち運びすら可能となった。この小型多価イオン源の開発はほぼ完了し、95%以上の電子ビーム透過率(20mA)、Ne^<10+>,Ar^<17+>,Kr^<29+>の検出、を達成した。この結果は原子衝突物理学国際会議(1999年7月)、イオン源国際会議(1999年9月)、日本物理学会(1999年9月)で発表し、論文発表も行った。一方、解離イオンの質量と速度ベクトルを、従来の飛行時間差法(TOF法)二次元位置検出を組み合わせた三次元画像分光装置によって求めることで、解離の機構を調べる。電荷交換後の入射イオン価数を選別し、これにコインシデンスした測定を行うので、特定の反応のみを選び出すことができる。この装置の一号機が2000年2月に完成し、予備的データをAr^<7+>+N_2,Ar^<7+>+He系で取ることができた。コンピューターへのデータの取りこみに関して問題が残っており,まだ画像分光には至っていないが、一次元のTOFスペクトルは得られた。

这项研究的目的大致分为两类。一种是使用永久磁体开发高性能的，小的，电子影响的多电荷离子源，另一个是通过使用该多电荷离子源在多荷载离子 - 摩尔分子碰撞实验中改变价热来控制反应热，并研究分子的分离机制。使用两个轴向磁性的环形永久磁铁（NDFEB）开发了一个小的多载离子源。通过使用永久磁铁，它使用螺线管线圈和超导Helmholtz线圈比常规离子源要小得多，这使得它可以随身携带。这种小型多荷离子源的发展几乎已经完成，并且可以检测到95％或更多的电子束传输（20mA），Ne^<10+>，Ar^<17+>，Kr^<29+>。这些结果在国际原子碰撞物理学会议上（1999年7月），国际离子资源会议（1999年9月）和日本物理学（1999年9月）提出，并发表了论文。另一方面，通过使用三维图像光谱设备来确定离解离子的质量和速度向量来检查解离机制，该图像频谱设备结合了常规飞行时间差异方法（TOF方法）二维位置检测。由于选择了电荷交换后的入射离子价，并进行测量以巧合进行测量，因此只能选择特定的反应。该设备的第一个单元于2000年2月完成，并使用ar^<7+>+n_2，ar^<7+>+he系统获得了初步数据。数据采集​​到计算机中仍然存在问题，尽管尚未实现图像光谱，但仍获得了一维的TOF光谱。

项目成果

Kenji Motohashi: "Compact electron-beam ion trap using NdFeB permanent magnets"Review of Scientific Instruments. 71・Issue 2. 890-892 (2000)

Kenji Motohashi：“使用 NdFeB 永磁体的紧凑型电子束离子阱”科学仪器评论第 71 期第 2. 890-892 (2000)。