Charged nanoparticle formation from humidified gases with and without dilute benzene under electron beam irradiation

電子ビーム照射による希薄濃度のベンゼンを含む及び含まない含水ガスからの帯電ナノ粒子の生成

箱田 照幸; Kim, H.*; 奥山 喜久夫*; 小嶋 拓治

Hakoda, Teruyuki; Kim, H.*; Okuyama, Kikuo*; Kojima, Takuji

高密度フリーラジカル,電子及びイオンが存在するガス中でのナノ粒子の生成過程を調べるために、0~6000ppmvの水分を含む空気、窒素、酸素及びアルゴンガス各々に電子ビームを照射を行い、微分型静電分級器及びファラデーカップ電流計システムを用いてイオンクラスターを含めた帯電ナノ粒子の分析を行った。その結果、ベンゼンの存在にかかわらず、含水ガス中では平均粒径が1.0~1.1nmの水のイオンクラスターの他に、平均粒径が7~10nm程度の帯電ナノ粒子が正負同数で観測された。この大きな帯電粒子の平均粒径は吸収線量に依存しないが、その個数濃度は吸収線量及び水分濃度に比例して増加することがわかった。この大きな帯電粒子は、負の水のイオンクラスターが観測されない含水窒素やアルゴン中でも、正負同個数濃度で生成していることから、その生成には水のイオンクラスターが関与していない可能性が示された。さらに、この大きな帯電粒子の化学分析の結果、低蒸気圧成分の過酸化水素が含まれていることが明らかとなった。また、ベンゼンが含まれている場合には、ベンゼンからの分解生成物と、過酸化水素等、複数の成分の凝縮によりナノ粒子が生成し、その後帯電すると考えられた。

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