共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 水分子・水クラスタービームの開発および氷の構造解析
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 立教大学理学部物理学科
研究代表者／職名 助教
研究代表者／氏名 植田寛和

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 教授

研究目的 H2O氷は，宇宙の星間雲や地球大気における多くの反応の促進剤として重要な役割を演じており，大気科学や星間科学の分野で広く研究されてきている．また，水は水素結合の性質から特異的な構造・相が存在し，基礎科学的に興味深い．本研究では，H2Oのサイズ（モノマーからクラスター）を制御したH2Oビームを生成し，固体表面へ照射し形成される氷の反射赤外吸収分光を行う．氷の構造を調べることで，表面吸着・氷形成過程における初期のH2Oの状態の影響を明らかにする．
　　
研究内容・成果 研究代表者の年度途中での異動に伴い，十分な時間を確保することが困難となり当初の研究計画を変更した．取り組んだ研究は，H2O氷表面におけるOHラジカルの振る舞いに関するもので，氷表面におけるH2O前駆体の吸着状態という意味で，本課題の目的から大きく逸脱するものではない．H2O氷へのUV照射に伴い生成するOHラジカルの光刺激脱離実験を行い，脱離OH量の表面温度依存性を調べた．表面温度を10—80 Kの間で昇（降）温させる間，光照射に伴い脱離するOHを共鳴多光子イオン化法により検出した．実験の結果，同じ温度であっても昇温と降温時に得られるOH量が異なることが明らかになった．また，光照射実験時に残留ガス分析器で実験槽内のガス成分をモニターすると，表面脱離OH量が増加するときに実験層内のO2分圧も上昇していることが分かった．この原因として，UV照射によって氷内部に生成したO2がOHとともに脱離している可能性がある．今後，検証実験として，実験槽内の残留O2との区別を可能とする同位体H218Oを用いた氷での光反応実験を実施することが，氷の光反応およびOHの脱離過程の理解を深めるために有益であると思われる．
　　
成果となる論文・学会発表等