衝突エネルギー可変交差分子線による多次元化学反応ダイナミクスの可視化

使用具有可变碰撞能量的交叉分子束可视化多维化学反应动力学

基本信息

批准号：
11F01029
负责人：
鈴木俊法
金额：
$ 0.51万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01029/
关键词：
交差分子線化学反応散乱微分断面積衝突エネルギー

项目摘要

放射線化学、放射線生物学、放射線医学の初期過程は、高エネルギー粒子による細胞内の水の光イオン化である。イオン化によって電子が放出され、水の伝導帯を経由して水中を走り、やがてエネルギーを失って水中にトラップされる。電子を水のOH結合が取り囲むようにして安定化した集合体を水和電子と呼ぶ。イオン化された水分子はイオンになり、やがてOHラジカルを生成する。放射線によるDNAの損傷はこのOHラジカルが核酸の二重螺旋を破壊するためと考えられているが、高エネルギー電子の核酸に対する解離性付着の寄与も無視できない。本研究では超高速光電子分光を液体ビームに適用し、電子の放出や失活を直接観測し、これら放射線化学の初期過程を明らかにすることを目的とした。100kHzの繰り返し周波数を持つTi:Sapphireレーザーの出力(800nm,100fs)を励起源として、非直線型光パラメトリック素子を自作し、深紫外光の極短パルスを発生する光源を製作した。波長は260nmと225nmである。パルスの交差相関時間は60fsであった。水和電子の電子束縛エネルギーを測定するために、Nalの水溶液(0.1M)中のI-イオンに225nmの光パルスを照射して電子を放出させ、水中に安定化させた。このCTTS(charge transfer to solvent)反応は数百ピコ秒(1ピコ秒は10-12秒)で終了し、水和電子と中性のヨウ素原子が生成する。そこで、225nmの光パルスを照射してから、2ns後に260mmの光パルスを熊射して、水和電子を水溶液から放出させ、液面から真空に飛び出した電子の運動エネルギーを測定した。エネルギーは3.4eVと求められた。同様に、メタノールやエタノール中での溶媒和電子の電子束縛エネルギーも測定した。

辐射化学，辐射生物学和辐射医学的初始过程是通过高能颗粒对细胞内水的光离。电离释放电子，通过水的传导带在水中奔跑，最终失去能量并将其捕获在水中。通过围绕水中的OH键稳定电子的组件称为水合电子。离子水分子成为离子，最终产生OH自由基。尽管辐射对DNA的损害被认为是由于OH的自由基破坏了核酸的双螺旋，但不能忽略高能电子对核酸的解离性附着的贡献。这项研究旨在直接观察电子的发射和停用，通过将超高的光电子光谱施加到液体上，并阐明辐射化学的初始过程。使用以100kHz为激发源的Ti：蓝宝石激光器的输出（800nm，100fs）作为激发源，创建了非线性光学参数设备，以产生一种产生深紫外线的超短脉冲的光源。波长为260 nm和225 nm。脉冲的互相关时间为60 fs。为了测量水合电子的电子结合能量，用225 nm的轻脉冲将NAL（0.1M）水溶液中的I-ION辐射，以释放电子并将其稳定在水中。该电荷转移到已解决的（CTTS）反应以几百个picsecond（1秒为10-12秒）结束，并产生水合电子和中性碘原子。因此，在辐照225 nm光学脉冲后，在2 ns后轴承260 mm的光脉冲从水溶液中释放水合电子，并测量从液体表面进入真空的电子的动能。确定能量为3.4EV。同样，测量了甲醇和乙醇中溶剂化电子的电子结合能。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Photoelectron spectra of solvated electrons in bulk water, methanol, and ethanol

DOI：
10.1016/j.cplett.2012.03.051
发表时间：
2012-05-11
期刊：
CHEMICAL PHYSICS LETTERS
影响因子：
2.8
作者：
Horio, Takuya;Shen, Huan;Suzuki, Toshinori
通讯作者：
Suzuki, Toshinori

Two-color deep-ultraviolet 40-fs pulses based on parametric amplification at 100 kHz

基于 100 kHz 参数放大的双色深紫外 40-fs 脉冲

DOI：
10.1364/oe.19.022637
发表时间：
2011
期刊：
Optics Express
影响因子：
3.8
作者：
Huan Shen;Shunsuke Adachi;Takuya Horio;Toshinori Suzuki
通讯作者：
Toshinori Suzuki

水溶液中の超高速電子ダイナミクス:サブMHz TOF光電子分光

水溶液中的超快电子动力学：亚 MHz TOF 光电子能谱

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木俊法;堀尾琢哉;Shen Huan;水野智也;足立俊輔
通讯作者：
足立俊輔

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发表时间：
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作者：
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通讯作者：
H. Kawabata and H. Tachikawa