日下部のホームページ

原子分子物理学研究室

Atomic and Molecular Physics



スタッフ:

日下部 俊男 [くさかべ としお](教授)
柳田 慧志 [やなぎだ さとし] (B4)
岡本 雅弘 [おかもと まさひろ] (B4)
柳生 健太郎 [やぎゅう けんたろう] (B4)
村尾 拓哉 [むらお たくや] (B4)
中川 真一 [なかがわ しんいち] (B4)


     <原子分子物理学研究室のホームページにようこそ!>
 本研究室では,主に低速のイオンの原子や分子との衝突における電荷移行過程について実験的に研究しています。イオン,原子,分子の種類は様々であり,組み合わせは無数にあるため,核融合プラズマや宇宙プラズマなどに関わりのある組み合わせをピックアップして研究を進めています。これらに付随して,小型の多価イオン源(micro−EBIS)を開発したりしています。

主な論文リスト(2007年以前)

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研究概要

 イオン+原子・分子衝突系における電荷移行反応過程は,低エネルギー領域では支配的な衝突過程であり,原子分子物理学や化学物理学の重要な研究対象であります。これまでに,水素,ヘリウム,炭素,酸素の一価イオン,希ガスや炭素の多価イオンと水素,炭素含有分子,炭化水素分子との衝突系における,電荷移行反応断面積測定を精力的に進めてきました。

核融合プラズマと関連して:

 大型核融合装置のプラズマ中には,種々の不純物イオンや分子が混在しており,それらの電荷移行反応断面積の知識が必要であります。
 種々の炭化水素分子に対する電荷移行断面積を測定し,特に陽子に対してはスケーリングできることがわかりました(図1参照)。
 また,低速陽子と水素分子衝突系では,電荷移行断面積に於ける標的水素分子の同位体効果を観測しました(図2参照)。
 国際協力により建設の進んでいる次世代の大型核融合実験装置ITERには,ダイバータにタングステン(W)材料が一部使用される予定です。プラズマに侵入したWイオンの衝突データを測定すべく,Wイオンの発生に取り組んでいます。

図1.炭化水素分子との衝突における低速陽子の電荷移行断面積のスケーリング [Trans. Fus. Sci. Technol. 51, 132 (2006)]

図2.水素イオンの電荷移行衝突における標的水素分子の同位体効果 [Phys. Rev. A 68, 050701(R) (2003) ; 70, 052710(2004)]

宇宙プラズマと関連して

 電離層や宇宙におけるプラズマ中でも,種々のイオン衝突過程が関与していますが,近年,太陽風中のイオンと彗星構成物質との相互作用の1つとして,電荷移行後のX線放出が話題となっています。
 また,火山活動のある木星の衛星イオの周回軌道に沿って,硫黄イオンを含むプラズマトーラスが形成されており,木星の強い磁場によって加速され,木星大気と電荷移行衝突を起こして,高速の中性粒子線を生み出していると考えられています。
 太陽風−彗星相互作用を研究するために,水分子との衝突実験を現在進めています。また硫黄イオンの安全な発生にも取り組んでいます。

へール・ボップ彗星

小型多価イオン源(micro-EBIS)の開発

 低速イオン衝突実験のために,様々な種類の低速イオンを引き出すために,イオン源の開発も行っています。
・超小型多価イオン源の開発:これまでにリング状強力永久磁石を用いた,電子ビーム入射型の小型多価イオン源を開発しました(Physica Scripta, T73, 378 (1997))。たった1mAの電子ビームで,ネオンの7価やアルゴンの11価イオンなどの引き出しに成功し,上記の研究に用いてきました。より多価のイオンが引き出せるよう,改良を行っています。
 既に述べましたように,Wや硫黄の多価イオンの引出をめざして開発を進めています。

Physica Scripta, T73, 378 (1997).

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日下部のプロフィール

[ただ今,準備中です。もうしばらくお待ち下さい。]
連絡先メールアドレス:kusakabe at phys.kindai.ac.jp
  (お手数ですが,「 at 」を,別のアットに代えて下さい)

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[このHPは暫定的なものであります。今後折を見て改訂していきます。   Ver.0.10 (平成22年4月3日)]

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