共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 星間分子の生成・進化に関連した極低温氷表面でのイオン化学反応
新規・継続の別 継続（平成18年度から）
研究代表者／所属 理化学研究所　基幹研究所
研究代表者／職名 先任研究員
研究代表者／氏名 小島隆夫

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 渡部直樹 北大低温研

研究目的 宇宙空間に浮遊する極低温氷星間塵上での化学反応は，星間空間における分子の生成・進化の鍵を握っている．そうした化学反応の素過程を研究すべく，極低温氷表面を用いた実験が低温研・宇宙雪氷グループ他，世界のいくつかの研究機関で行われてきたが，イオンを含む氷表面反応素過程に関する実験は，その重要性にもかかわらず，まだほとんど行われていない．本研究課題は，宇宙雪氷グループのもつ優れた氷表面実験技術に理化学研究所のイオンビーム制御技術を加え，当該グループの研究をイオンを含む反応素過程へと発展させ，天文学的・化学的に重要な反応素過程の詳細を明らかにしていくことを目的としている．
図1．氷表面中性原子分子反応観測装置にイオン源を組み込んだセットアップの模式図．　図2．同セットアップの写真．　図3．新たなイオン銃と輸送系・質量選別器を用いた場合の質量スペクトル.
研究内容・成果 これまで種々のテスト実験で微弱ながら氷表面イオン分子反応による生成物と思われる赤外線ピークを観測し，関連学会で発表も行ったが，より効率的で統計のよい測定を行うために装置構成の抜本的な改良に着手した．
　昨年度までは既存の氷表面中性原子・分子反応の実験装置にイオン源を取り付ける形で観測を行ってきたが，中性原子実験との併用であったため，標的試料の正面からイオンビームを照射することができない，標的にバイアスをかけると照射イオン強度をモニターできない，等々の制約があった．そこでそうした構造上の問題点を解決すべく，新たな観測セットアップを組むための共用真空槽を設計・製作した．また，並行して（前年度に引き続き）イオン源ならびにイオン輸送系の改良・調整を行い，以前使用していたイオン源・イオン輸送系のおよそ20倍程度のイオン強度を得られるようになった．
　本年度はこれらの改良作業に時間を費やしたため新たな実験観測データの蓄積はほとんどできなかったが，今回の抜本改良による新セットアップの組み上げ・調整が完了すれば，効率的な本格測定への道が開けるものと考えている．
図1．氷表面中性原子分子反応観測装置にイオン源を組み込んだセットアップの模式図．　図2．同セットアップの写真．　図3．新たなイオン銃と輸送系・質量選別器を用いた場合の質量スペクトル.
成果となる論文・学会発表等 【学会発表】
1. 小島隆夫，渡部直樹：「極低温氷表面におけるイオン分子反応実験」
　第34回 原子衝突研究協会年会，平成21年8月28日〜30日，首都大学東京．