大気化学反応で生成するフリーラジカルの状態検出

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フリーラジカルの関与する気相の化学反応は大気環境化学で非常に重要な役割を果たしている。しかしながら現在のところ、オゾン層破壊反応のような重要な反応でさえ反応ダイナミクスがわかっていない。そこで本研究では、新しい実験的手法および反応解析法を用いてフリーラジカルの関与する大気化学反応ダイナミクスを解明することを目的としている。具体的には、真空紫外域のレーザー分光法を用いることにより、これまで検出が不可能であった大気化学反応に関与するフリーラジカルの検出および状態解析を行なう。平成6年度には、成層圏オゾンの生成・消滅で最も重要な活性種であるCIOラジカル,O(^1D)やO(^3P)原子の生成および化学反応過程を研究を行った。フロンによるオゾン破壊の中心的な役割を果たすCIOラジカルの新しい検出方法の開発に成功した。真空紫外レーザー誘起蛍光法を用いた検出法であり、従来の吸収法に比較して数千倍感度が高く、反応で生成するCIOの振動回転状態の解析を行うこともできる。実際にこの方法を用いてオゾン層の破壊反応を解析し、その反応ダイナミクスを明らかにした。オゾンの光分解で生成するO(^1D)とchlorofluorocarbons(CFC)やHCIの反応で生成するCIOの振動回転状態、CIO生成量子収率を計測した。さらに、オゾン層破壊反応CI+O_3で生成するCIOの振動状態を調べ、その衝突振動緩和過程を調べた。また、成層圏オゾンの光分解で生成するO(^1D)原子の最も重要な消失過程であるN_<2'> CO分子へのエネルギー移動反応を研究した。オゾンの紫外光分解で生成するO(^1D)の並進エネルギー緩和過程を調べた。