レーザー分光を用いた多重置換同位体分子計測法の開発

开发利用激光光谱测量多种取代同位素分子的方法

• 批准号: 22H03869
• 负责人: 富田 英生
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03869/
• 关键词: 同位体分子; レーザー分光; 放射性同位体

1. 中赤外キャビティーリングダウン吸収分光法の開発環境試料などへの応用を想定し、試料量が微量な同位体分子に対するキャビティーリングダウン分光（CRDS）を可能とするために、分光ガスセルを設計し、その主要構成部品を整備した。後述の試料導入法を想定した設計としたものの、圧力制御系に必要な物品の選定に時間を要したため、ガスセルの構築したが、その特性評価にはいたらなかった。また、CRDSにてclumped isotopeの存在比を高精度測定するために、HITRANデータベースを用いて吸収線の計算を行い、妨害吸収線の影響や吸収強度、また、レーザー波長可変領域などを考慮して、最適と思われる波長帯を選択した。これらの波長帯でのclumped isotopeの吸収ピークに対し、高精度測定に必要な試料ガスの条件（温度、圧力など）を評価した。さらに、既存のガスセルと広帯域波長可変な外部共振器型中赤外量子カスケードレーザーを用いてCO2のCRDSを行い、clumped isotopeである13C16O18O、13C16O17O、13C18O2の吸収ピークを測定できることを示した。この基礎実験を通じて、試料ガス導入系とガスセルについての問題点を抽出した。2. 試料導入法の開発と分析性能評価・大気CO2や炭酸塩を対象とした高精度なclumped isotopeの存在比測定を行うために、真空系によるCO2精製装置および炭酸塩のリン酸分解装置の開発に着手した。また、CRDS法の分析性能を評価するための試料の調製・準備を行った。

1. The development of environmental samples for absorption spectroscopy is based on the determination of sample size and the preparation of main components for the detection of trace isotope molecules. The following sample introduction method is used to determine the time required for the selection of the sample and the pressure control system. The existence ratio of CRDS clustered isoscope is determined with high accuracy. The calculation of absorption line is carried out with high accuracy. The influence of absorption line on absorption intensity, absorption wavelength and wavelength can be considered. The optimal wavelength can be selected. This wavelength band of the clustered isotope absorption, high-precision measurement of the necessary conditions (temperature, pressure) to evaluate In addition, the existing wavelength spectrum can be changed from the wavelength of the external resonator type to the wavelength of the external resonator type, and the absorption spectrum of the CRDS and the clustered isotope can be measured by 13C16O18O, 13C16O17O and 13C18O2. The basic implementation of the test, sample introduction system, test and extraction of the problem point 2. Development of sample introduction method and evaluation of analytical performance; development of CO2 purification equipment and carbon acid decomposition equipment; determination of presence ratio of high precision clustered isotope; Analysis performance evaluation of CRDS method and preparation of samples

项目成果

キャビティリングダウン分光に基づく微量同位体分子分析のための光共振器の設計検討

基于腔衰荡光谱的痕量同位素分子分析光学谐振腔的设计研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 中塚幹也;柘植 紘汰，齊藤 圭亮，岩元 一輝，鈴木 勇太，西澤 典彦，阿部 恒，富田 英生
• 通讯作者: 柘植 紘汰，齊藤 圭亮，岩元 一輝，鈴木 勇太，西澤 典彦，阿部 恒，富田 英生

V字型共振器光フィードバックを用いたキャビティリングダウン分光による放射性炭素分析の高感度化

使用 V 形谐振腔光学反馈提高腔衰荡光谱分析放射性碳的灵敏度

• 发表时间: 2022
• 作者: 齊藤 圭亮;寺林 稜平;Sonnenschein Volker;岩元 一輝;鈴木 勇太;真野 和音;川嶋 悠太;古宮 哲夫;東條 公資;二宮 真一;吉田 賢二;富田 英生
• 通讯作者: 富田 英生

Development of 2.2 μm cavity ring-downspectrometer for tritiated water analysis

开发用于氚水分析的 2.2 μm 腔衰荡光谱仪

• DOI: 10.35848/1347-4065/acc0b6
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Kazuki Iwamoto;Hideki Tomita;Ryohei Terabayashi;Volker Sonnenschein;Keisuke Saito
• 通讯作者: Keisuke Saito

極微量放射性炭素同位体分析に向けた共振器光フィードバックを用いたキャビティリングダウン分光法の開発

使用腔光反馈开发腔衰荡光谱用于超痕量放射性碳同位素分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 齊藤 圭亮;寺林 稜平;Volker Sonnenschein;岩元 一輝;鈴木 勇太;真野 和音;川嶋 悠太;古宮 哲夫;東條 公資;二宮 真一;吉田 賢二;富田 英生
• 通讯作者: 富田 英生

光フィードバック量子カスケードレーザーを用いたキャビティリングダウン分光に基づく放射性炭素分析システムの評価

基于光反馈量子级联激光器的腔衰荡光谱放射性碳分析系统的评估

• 发表时间: 2023
• 作者: 齊藤 圭亮;寺林 稜平;フォルカ ゾンネンシャイン;岩元 一輝;真野 和音;川嶋 悠太;古宮 哲夫;東條 公資;吉田 賢二;富田 英生
• 通讯作者: 富田 英生