理学部 物理学科 原子過程科学教室
Atomic Process Science Laboratory
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■ 概要
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1．原子・分子の励起，電離，解離過程に関する研究
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電子衝撃による水素，メタン，アンモニア，さらには水など簡単な分子の解離性イオン化の実験を行っている。これらの研究には、最近完成させた散乱電子‒生成イオンの同時測定実験装置を用い、散乱電子のエネルギー分析により励起状態を選択し、その状態からイオン化解離するフラグメントイオンの種類や並進運動エネルギー、そして解離断面積を測定することで，解離過程についての知見を得ている。また、電気通信大学のレーザー新世代研究センター，及び中国合肥の中国科学技術大学，上智大学との共同研究としても行われていて、これまでに，一酸化窒素（NO）の励起微分断面積と一般化振動子強度の測定を行うとともに，希ガスの副殻励起領域，He の2 電子励起領域におけるFano効果に注目した散乱実験を行っている。
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2．イオン付着飛行時間法による有機分子のフラグメントフリー計測の研究
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一般の質量分析では試料をイオン化する必要があるため，その際に親分子を壊してしまうフラグメンテーション（イオン化解離）がおきることがある。本研究では試料のイオン化にイオン付着法を用い，飛行時間型質量分析器を利用したフラグメントフリー（標的親分子を壊さない）分析装置の開発を行っている。これまでの研究で，質量分解能等には不満が残るもの，フラグメントフリー計測に成功し，気相を対象としたフラグメントフリー計測法としての可能性を示すことができた。
今後は，この装置を医療用の「呼気分析装置」として開発し，近い将来本学の医学部や薬学部との共同研究へと育てていく予定である
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3．多価イオン‒レーザー励起原子衝突における電荷交換反応の研究
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半導体レーザーを利用して標的原子を励起させての多価イオン衝突実験である。核融合プラズマ中では，多価イオンと励起原子の関わる衝突過程はプラズマの冷却機構として重要であり，またプラズマ診断のひとつとしても使われていることから，本研究は核融合科学研究所との共同研究として行われている。我々は，励起原子の生成のパートを受け持ち，励起原子生成部を半導体レーザーと共に核融合研究所の多価イオンビームラインへ接続し，励起原子を対象とした多価イオン衝突実験を行っている。励起したルビジウム（Rb）を標的としたヨウ素の30 価以上の多価イオンとの衝突実験では，励起原子からの電荷交換信号が基底状態のそれよりも増加することを定性的に示す結果を得た。
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概要
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原子過程は，宇宙空間における分子の生成から，身近にある燃焼や化学反応など，そして核融合プラズマ中の反応においても重要な過程の1 つであり，それらを取り巻く物理学のキーを司っている。それらのうち本研究室では，主に電子衝撃による原子や分子の励起や電離，そして解離の過程を中心に研究を行っている。これらは電気通信大学レーザー新世代研究センターや東北大学多元物質研究所，そして中華人民共和国の中国科学技術大学（合肥）とも共同研究を行うなど積極的な外部協力体制を敷いている。また，その実験技術を活かし，新しい先端的な化学計測装置の開発にも取り組んでおり，これまでにもいくつかの助成金を受けてフラグメントフリー質量分析装置を開発し，これを呼気分析装置として完成させるべく研究を行っている。この研究については，本学医学部および薬学部との共同研究を模索中である。さらに，核融合科学研究所，原子分子データセンターとの共同研究により多価イオン衝突の実験的研究も行っていて，核融合研究の基礎研究として位置づけられる多価イオン―励起原子の電荷移行の断面積の絶対測定に挑戦している。
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■ Keywords
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電子衝突，イオン化解離，解離過程，同時計測，質量分析，フラグメントフリー，呼気分析，先端計測装置開発，多価イオン衝突
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■ 当該年度の研究費受入状況
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1.
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平成22 年度核融合科学研究所一般共同研究
(研究課題番号：NIFS08KYAM016)
研究課題：多価イオン－アルカリ土類金属原子衝突による多電子捕獲過程の研究
(研究代表者：酒井康弘)
研究補助金：300000円 (代表)
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■ 教授・准教授・講師の公的役職
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1.
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酒井康弘
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：核融合科学研究所共同研究員, 電気通信大学レーザー新世代研究センター共同研究員
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■ 当該年度の主催学会・研究会
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1.
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TMS研究会
(研究会幹事
：
TMS研究会 )
,池袋（立教大学）
2010/05
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■ 教授・准教授・講師の学会・研究会の役員
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1.
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酒井康弘
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：日本物理学会物理教育委員会委員・JABEE委員会委員, JABEE物理・応用物理学関係分野審査委員会委員, 原子衝突研究協会運営委員会委員, TMS研究会運営委員
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■ 当該年度研究業績数一覧表
| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
| 和文 | 英文 |
和文 | 英文 |
国内 | 国際 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 | 筆
頭 | 共
著 |
筆
頭 | 共
著 |
演
者 | 共
演 | 演
者 | 共
演 |
演
者 | 共
演 |
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酒井 康弘
准教授
理学博士
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1 | | 2 | |
| | | |
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5
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3
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1
(1)
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| 計 |
1 | ／ | 2 | ／ |
0 | ／ | 0 | ／ |
0 | ／ |
0
(0) | ／ |
0
(0) | ／ |
1
(1) | ／ |
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| 研究者名 |
刊行論文 |
著書 |
その他 |
学会発表 |
その他
発表 |
和
文 | 英
文 |
和
文 | 英
文 |
国
内 | 国
際 |
筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 | 筆
頭
| 筆
頭 |
演
者 | 演
者
| 演
者 |
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酒井 康弘
准教授
理学博士
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1 | 2 |
| |
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1
(1)
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| 計 |
1 | 2 |
0 | 0 |
0 |
0
(0) |
0
(0) |
1
(1) |
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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( )：発表数中の特別講演、招請講演、宿題報告、会長講演、基調講演、受賞講演、教育講演(セミナー、レクチャーを含む)、シンポジウム、パネル(ラウンドテーブル)ディスカッション、ワークショップ、公開講座、講習会
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■ 刊行論文
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総説及び解説
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1.
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酒井康弘†：
物理コースの質の保証と認証･評価.
大学の物理教育
16
(7)
：93-96
, 2010
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2.
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Sakai Y＊†, Yamamoto K, Umeda N, Zhu LF, Yuan ZS, Miyauchi N, Nakamura N, Yamada C, Xu KZ, Ohtani S, Watanabe T：
Electron Scattering Experiments for studies of Atomic Processes.
Research Report NIFS-PROC-81
：290-295
, 2010
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|
その他
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1.
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Sakai Y, Takagi S, Jin WG, Takaya K, Yamamoto K, Sugihara T, Sakaue, HA, Yamada, I：
Multi-electron Capture Processes in Highly Charged Ion - Alkali-earth Metal Atom CollisionsIon Excited Atomic Processes as Fundamental Reseaches for New Plasma Diagnostic.
Annual Report of NIFS April 2009-March 2010
：426
, 2010
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■ 学会発表
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国内学会
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1.
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◎杉原 卓伺、鈴木 宗宜、宮脇 宙希、酒井 康弘†：
電子衝撃による一酸化窒素の価電子励起についての一般化振動子強度の測定.
日本物理学会第65回年次大会,
新潟,
2011/03
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2.
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◎山本果林, 野上慶祐, 日野雄太, 酒井康弘†：
散乱電子－イオン同時計測によるアンモニアの一般化振動子強度分布.
日本物理学会2010年秋季大会,
大阪,
2010/09
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3.
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◎高谷一成, 出口裕理, 並木拓也, 野本詩七, 酒井康弘†：
イオン付着飛行時間型質量分析計による呼気中成分の分析Ⅱ.
原子衝突研究協会第35回年会,
奈良,
2010/08
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4.
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◎山本果林, 野上慶祐, 日野雄太, 酒井康弘†：
混合ガスを用いた微分断面積および一般化振動子強度の絶対値化.
原子衝突研究協会第35回年会,
奈良,
2010/08
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5.
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◎鈴木宗宜, 杉原卓伺, 宮脇宙希, 酒井康弘†：
NOの一般化振動子強度の測定.
原子衝突研究協会第35回年会,
奈良,
2010/08
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国際学会
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1.
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◎K.Takaya, Y.Deguchi, T.Namiki, S.Nomoto, and Y.Sakai†：
Development of time-of-flight mass spectrometer combined with ion attachment method.
International Conference on Many Particle Spectroscopy of Atoms, Molecules, Clusters and Surfaces (MPS2010),
Sendai, Japan,
2010/09
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2.
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◎K.Yamamoto, K. Nogami, Y. Hino, and Y.Sakai†：
Double differential cross sections and generalized oscillator strength distributions of ammonia.
International Conference on Many Particle Spectroscopy of Atoms, Molecules, Clusters and Surfaces (MPS2010),
Sendai, Jaopan,
2010/09
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3.
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◎T. Sugihara, M. Suzuki, H. Miyawaki, and Y.Sakai†：
Generalized oscillator strength of nitric oxide for the valence shell excitations by impact energy of 200 eV.
International Conference on Many Particle Spectroscopy of Atoms, Molecules, Clusters and Surfaces (MPS2010),
Sendai, Japan,
2010/09
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その他
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1.
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酒井康弘†：
温度を測る.
平成22年度自由研究パワーアップ講座,
船橋,
2010/06
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