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論文

Charge transfer cross sections of slow multiply charged neon ions in collisions with noble gas atoms

日下部 俊男*; 白井 稔三*

Plasma and Fusion Research (Internet), 9(Sp.2), p.3401119_1 - 3401119_4, 2014/07

リング状強力永久磁石利用の小型多価イオン源($$mu$$-EBIS)から、2kVの加速電圧でネオンの2価から6価の多価イオンを引き出し、希ガス原子(Ne, Ar, Kr, Xe)と衝突させ、1電子移行および多電子移行の断面積が成長率法という手法で測定された。Ne$$^{5+}$$+Ar, Kr, XeおよびNe$$^{6+}$$+Ne, Ar, Xeの各衝突系では、5電子移行まで断面積値を導出できた。これらの断面積値の入射イオン価数による依存性について議論される。Ne原子との衝突において、Ne$$^{2+}$$イオンの2電子移行、Ne$$^{3+}$$イオンの3電子移行、Ne$$^{4+}$$イオンの4電子移行は、いわゆる対称共鳴電荷移行過程と呼ばれるが、金子らの文献値と極めて良い一致を得た。

論文

Charge-transfer cross sections of slow doubly and triply charged carbon ions from CO and CO$$_{2}$$ molecules

日下部 俊男*; 塩田 健司*; 白井 稔三*

Plasma and Fusion Research (Internet), 8(Sp.1), p.2401145_1 - 2401145_4, 2013/11

0.7-6keVの炭素2価イオンと1.05-9keVの炭素3価イオンをリング状強力永久磁石利用の小型多価イオン源($$mu$$-EBIS)から引き出し、一酸化炭素や二酸化炭素分子と衝突させ、炭素2価イオンでは1電子及び2電子移行断面積が、また、炭素3価イオンでは1電子,2電子及び3電子移行断面積が、成長率法という手法でそれぞれ測定された。各断面積の入射イオンエネルギー依存性は弱く、二酸化炭素との衝突系では、伊藤らの10keV以上のエネルギー領域での過去の測定値とおおむね接続することがわかった。

論文

Energy levels and spectral lines of tungsten, W III through W LXXIV

Kramida, A. E.*; 白井 稔三*

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 95(3), p.305 - 474, 2009/05

 被引用回数:145 パーセンタイル:8(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

W$$^{2+}$$からW$$^{73+}$$までのエネルギー準位とスペクトル線を収集した。これらの実験データはW IIIからW VII, W XXVIIIからW LI, W LIII及びW LVからW LXVについて存在した。W VIIIの四つの最も低いエネルギー準位をW VIIのシリーズリミットより定めた。W LXIVとW LVIのエネルギー準位とスペクトル線の波長を等電子系列に沿って内挿及び外挿による予想値で補完した。W LXXIII及びW LXXIVのエネルギー準位とスペクトル線の波長については理論計算値を収録した。W IIIの自然放射確率については実験的に定められた値を収録した。基底状態の電子配置,項及び電離エネルギーをすべての電離段階について定めた。

論文

Spectral data for gallium; Ga I through Ga XXXI

白井 稔三*; Reader, J.*; Kramida, A. E.*; Sugar, J.*

Journal of Physical and Chemical Reference Data, 36(2), p.509 - 615, 2007/06

 被引用回数:42 パーセンタイル:14.51(Chemistry, Multidisciplinary)

The energy levels and spectral lines of gallium atom in all stages of ionization have been compiled. Experimental data on spectral lines and energy levels exist for spectra Ga I through Ga VII, Ga XIII through Ga XXVI, and Ga XXX. For Li-like Ga XXIX through H-like Ga XXXI, theoretical data on energy levels and line wavelengths are compiled. For Ga I, Ga II, and Ga III we include radiative probabilities of electric-dipole transitions where available. For Ga XV through Ga XX, Ga XXIII through Ga XXVI, and Ga XXX, radiative probabilities of magnetic-dipole and electric-quadrupole transitions are included. The ground state configuration and term and a value of ionization energy are included for each ion.

論文

Analytic cross sections for electron impact collisions with nitrogen molecules

多幡 達夫*; 白井 稔三*; 左高 正雄; 久保 博孝

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 92(3), p.375 - 406, 2006/05

 被引用回数:49 パーセンタイル:6.83(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

窒素分子と窒素分子1価イオンの電子衝突断面積は、低温プラズマの研究分野では重要とされている。例えば、核融合研究では、窒素ガスをダイバータプラズマに入射し放射冷却を増大することにより低温ダイバータプラズマを生成しダイバータ板の熱負荷を低減する実験が行われているが、この低温ダイバータプラズマをモデル化及び診断するためには窒素分子と窒素分子1価イオンの電子衝突断面積が必要である。ここでは、2003年までに実験的に測定された窒素分子と窒素分子1価イオンの電子衝突断面積を収集した。対象にした衝突過程は、弾性散乱,運動量移動,回転励起,振動励起,電子励起,電離,解離,発光の74過程である。収集した断面積は、図にまとめ、評価し、推奨値として解析的表式を当てはめた。解析的表式としては、Green and McNealの経験式を変形したものを用いた。

論文

Compilation of wavelengths, energy levels, and transition probabilities for W I and W II

Kramida, A. E.*; 白井 稔三*

Journal of Physical and Chemical Reference Data, 35(1), p.423 - 683, 2006/03

 被引用回数:49 パーセンタイル:12.54(Chemistry, Multidisciplinary)

タングステンの中性原子(W I),1価電離イオン(W II)のスペクトル線のエネルギー準位,波長,遷移確率を収集した。入手可能な文献を収集評価することによって、観測された波長とその波長から導いたエネルギー準位を得た。観測された幾つかの遷移については測定された遷移確率を刊行された文献から収集した。

論文

Atomic and molecular data activities for fusion research at JAERI

久保 博孝; 左高 正雄; 白井 稔三

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.352 - 355, 2006/00

核融合研究では、粒子熱制御やプラズマ診断のために、燃料である水素,核反応で生成されるヘリウム,プラズマ対向面材料から発生する不純物に関する原子分子データが必要である。ここでは、原研における核融合研究のための原子分子データ整備に関する最近の活動概要について報告する。原研では、最近、低温ダイバータプラズマにおいて重要な役割を果たす分子(水素分子,炭化水素分子等)に関する反応断面積データを収集評価している。収集評価したデータから半経験式を導き、データを使いやすくした。また、米国国立標準技術研究所と協力して、核融合プラズマにおいてプラズマ対向面材料から発生する、あるいは熱制御やプラズマ診断のために入射される重不純物(Ar, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ga, Kr, Mo, W)の高電離イオンに関するスペクトルデータを収集評価している。さらに、大学の協力を得て、低エネルギー領域における電子衝突や荷電交換に関する断面積データの取得を行っている。

論文

Cross sections of charge transfer by slow doubly-charged carbon ions from various carbon containing molecules

日下部 俊男*; 塩田 健司*; 久保 博孝; 白井 稔三*

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.237 - 239, 2006/00

核融合プラズマ装置においてプラズマ対向面として炭素材料を用いた場合、周辺プラズマには炭素イオンや種々の炭化水素分子が不純物として発生する。これら不純物の挙動をモデル化するには、炭素イオンと炭化水素分子の電荷移行断面積が必要である。われわれは、C$$^{+2}$$と種々の炭化水素分子及びCO, CO$$_2$$の1電子及び2電子の移行断面積を0.7-6keVのエネルギー領域で測定した。その結果、ここで測定したほとんどの場合に対して電荷移行断面積はエネルギー依存性が弱いことがわかった。また、炭化水素分子の1電子移行断面積は炭化水素分子の電離エネルギーに依存することがわかった。一方、2電子移行断面積にはそのような依存性は見られなかった。

論文

Production and compilation of charge changing cross sections of ion-atom and ion-molecule collisions

今井 誠*; 白井 稔三*; 斉藤 学*; 春山 洋一*; 伊藤 秋男*; 今西 信嗣*; 福澤 文雄*; 久保 博孝

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.323 - 326, 2006/00

われわれは核融合研究に必要なイオン-原子,イオン-分子衝突による荷電交換断面積データの生産と収集を行ってきた。核融合炉の対向面材料から不純物として発生する$$Be, B, Fe, Ni$$の1価及び2価イオンと原子($$He, Ne, Ar, Kr$$),分子($$H_2, CO, CO_2, CH_4, C_2H_6, C_3H_8$$)との衝突による1電子及び2電子交換断面積を5-15keVの衝突エネルギー領域で測定した。また、1983年以降に科学雑誌に発表された荷電交換断面積の測定データを収集した。ここでは、これらのデータ生産,収集活動について報告する。

論文

Compilation of wavelengths and energy levels of tungsten, W III through W LXXIV

Kramida, A. E.*; 白井 稔三*

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.7, p.334 - 337, 2006/00

タングステンはスパッタリング率が低く、優れた熱特性を持つので、将来のトカマク型核融合炉のプラズマ対向面材料として有望である。しかし、プラズマ対向面材料として使用されたタングステンがプラズマ壁相互作用によって炉心プラズマに混入すると、放射損失を増大し炉心プラズマの性能劣化をまねく。炉心プラズマに混入したタングステンイオンの挙動を分光診断するには、タングステンイオンのスペクトルに関するデータが必要である。ここでは、タングステン多価電離イオンのエネルギー準位,波長,電離エネルギーのデータ評価,収集に用いる方法について報告する。データ評価において生じる問題に関して、幾つかの例をあげて議論する。

論文

Selective transition to the closely-lying states Cs(7$$D$$$$_{3/2}$$) and Cs(7$$D$$$$_{5/2}$$) by femtosecond laser pulses

山田 秀尚; 横山 啓一; 寺西 慶哲*; 杉田 明宏; 白井 稔三*; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹*; 山川 考一; et al.

Physical Review A, 72(6), p.063404_1 - 063404_5, 2005/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:69.63(Optics)

量子制御による近接準位の超高速で精確な選択の実証を報告している。波形整形器で位相ロックされたフェムト秒パルス対を作り、これによってセシウム原子を基底状態からCs(7$$D$$$$_{3/2}$$)及びCs(7$$D$$$$_{5/2}$$)状態へ二光子吸収によって励起させているそれぞれのスピン-軌道状態からの蛍光検出によって、励起状態のポピュレーションを測定している。パルス対の位相差を制御することによって、精確な超高速選択が達成されている。パルスペアの遅延時間400フェムト秒以内の条件において、選択比の最小に対する最大の比は1000を超えている。

論文

Optimal control of ultrafast selection

横山 啓一; 寺西 慶哲; 戸谷 由起雄; 白井 稔三; 福田 祐仁; 青山 誠; 赤羽 温; 井上 典洋*; 上田 英樹; 山川 考一; et al.

Journal of Chemical Physics, 120(20), p.9446 - 9449, 2004/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:82.12(Chemistry, Physical)

レーザーパルスの波形整形により近接準位への高速選択励起の制御を試みた。レーザーのスペクトル帯域幅よりも狭いエネルギー差を持つセシウム原子の7D5/2及び7D3/2状態に対して、閉ループ型の学習アルゴリズムを用いた波形整形により高選択性を示すパルス波形を見いだした。解析の結果、選択性は量子干渉効果により生じていることが明らかとなり、その有効性を証明できた。単純なパルス対による位相制御に比べて約30%選択比のコントラストが向上した。

論文

Total cross sections for charge transfer by multiply charged neon and argon ions colliding with various hydrocarbons at keV energies

日下部 俊男*; 宮本 吉晴*; 石田 力也*; 伊藤 浩二朗*; 畔柳 信洋*; 中井 洋太*; 白井 稔三

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 205, p.600 - 604, 2003/05

 被引用回数:5 パーセンタイル:57.86

$$Ne^{q+}(q=2-6)$$及び$$Ar^{q+}(q=2-9)$$$$CH_4, C_2H_2, C_2H_4, C_2H_6, C_3H_4, C_3H_6, (CH_2)_3, C_3H_8$$の衝突による一電荷及び多電荷の移動断面積を測定した。電荷移動の全断面積は 、一電荷及び多電荷の移動断面積の和によって求めた。ここで扱った多原子分子に対しては、イオンの電荷数と分子の第一電離ポテンシャルを関数として、原子と簡単な分子に対する古典的なオーバー・バリア・モデルでスケーリングできることがわかった。また、電荷移動の全断面積は炭化水素分子の全電子数と結合の数に依存することを見いだした。

論文

Extended description for electron capture in ion-atom collisions; Application of model potentials within the framework of the continuum-distorted-wave theory

Guly$'a$s, L.*; Fainstein, P. D.*; 白井 稔三

Physical Review A, 65(5), p.052720_1 - 052720_9, 2002/05

 被引用回数:11 パーセンタイル:48.86(Optics)

一電子捕獲を記述するための連続状態歪形波(CDW)近似を拡張するために、捕獲される活性電子と残留イオン及び入射イオンの相互作用を記述するモデルポテンシャルを導入した。具体的にH及びHe原子と完全及び不完全電離イオンの衝突における一電子捕獲断面積を計算し、実験データ,本計算結果と従来の(捕獲される活性電子の初期及び終状態を解析関数で近似する)CDWモデルによる計算結果を比較した。実験データが存在するプロトン-Heの衝突における電子捕獲の終状態依存性について、従来の計算法に較べて、今回開発したCDW近似の拡張版の方が実験結果により良く一致する。両者の差の原因について考察した。本CDW近似の拡張版では、不完全電離イオン内の非占有軌道数の占有割合を考慮出来るため、電子捕獲断面積の入射イオンの電荷数依存性を計算することができる。

論文

Analytic cross sections for electron collisions with hydrocarbons; CH$$_4$$, C$$_2$$H$$_6$$, C$$_2$$H$$_4$$, C$$_2$$H$$_2$$, C$$_3$$H$$_8$$, and C$$_3$$H$$_6$$

白井 稔三; 多幡 達夫*; 俵 博之*; 市川 行和*

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 80(2), p.147 - 204, 2002/03

 被引用回数:64 パーセンタイル:6.13(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

利用できる文献データに基づき、電子と炭化水素分子との衝突による138種類の反応過程に対する断面積を評価した。文献データは2000年9月までのものを調査した。測定に対する簡単なコメントを与え、各素過程の推奨データセットを図示すると共にそれらに解析関数による当てはめも行った。

論文

Theoretical study on dielectronic recombination of O$$^{6+}$$ ions in metastable states

Zhao, L.-B.*; 白井 稔三

Physical Review A, 64(5), p.052704_1 - 052704_6, 2001/11

高励起状態の共鳴エネルギー領域にある二電子再結合を取り扱うために、Bell and Seaton [J. Phys. B 18, 1589 (1985)] の連続-束縛遷移理論と緊密結合R-行列法を組み合わせた計算法を開発した。この方法に加えて、我々が開発した低励起状態の共鳴エネルギー領域にある二電子再結合を取り扱う方法 [Phys. Rev. A 022706 (2000)] を準安定状態 $$1s2s ^3S$$ 及び $$1s2s ^1S$$にあるO$$^{6+}$$ イオンの測定スペクトルを解析するために応用した。また比較のために、摂動論的方法も適用した。これらの計算法はすべて測定スペクトルを良く再現するが、 $$sim$$6-8 eVにある二重ピーク構造のみが再現できなかった。この結果は、理論計算はもとより実験についても、さらに高精度の研究を実施する必要があることを示している。

論文

Analytic cross sections for electron collisions with CO, CO$$_{2}$$, and H$$_{2}$$O relevant to edge plasma impurities

白井 稔三; 多幡 達夫*; 俵 博之*

Atomic Data and Nuclear Data Tables, 79(1), p.143 - 184, 2001/09

 被引用回数:40 パーセンタイル:11.58(Physics, Atomic, Molecular & Chemical)

プラズマに最も関連する不純物(CO,CO$$_{2}$$,H$$_{2}$$O)との電子衝突素課程について、1eV以上の衝突エネルギーに対する断面積を評価した。各衝突素過程の断面積測定法に関する簡単なまとめを行った。1998年12月までの文献を調査した。推奨断面積に対する解析関数の当てはめも行った。

論文

Charge transfer in collisions of lithium ions with beryllium through oxygen ions at energies below 32 keV/amu

鈴木 慎悟*; 白井 稔三; 島倉 紀之*

Physica Scripta, T92, p.438 - 440, 2001/07

リチウムイオンと、ベリリウムから酸素までのイオンとの低エネルギー衝突における電荷移行断面積を、分子基底に基づいた緊密結合法によって求めた。Li$$^{+}$$イオンとC$$^{6+}$$,O$$^{6+}$$イオンとの衝突における断面積は、入射イオンの電荷が同じであるため、高エネルギー側では同じ傾向を示したが、低エネルギー側では内殻電子の影響が現れた。また、Li$$^{2+}$$イオンとBe$$^{+}$$イオンの衝突においては、ある励起チャンネルと電荷移行チャンネルに対するエネルギー準位が低く、断面積がほぼ同じになることがわかった。

論文

Multiple-scattering analysis of triply differential cross sections for electron emission in energetic ion-atom collisions

Guly$'a$s, L.*; Fainstein, P. D.*; 白井 稔三

Journal of Physics B; Atomic, Molecular and Optical Physics, 34(8), p.1473 - 1483, 2001/04

高エネルギーイオン衝撃による原子の1電子電離における多重散乱事象の効果を歪形波ボルン近似(DWB)におけるイオンの散乱角、放出電子エネルギーと放出角に関する3重微分断面積を解析することにより評価した。その結果、2重散乱項は特定の散乱角で3重微分断面積にピーク構造をもたらすとともに広い放出電子エネルギーと放出角に対して主要な寄与をしていること、また低エネルギー電子放出の場合高次項の効果は無視できなくなり、量子力学的な双極子散乱効果が現れることがわかった。入射イオンとほぼ等速の電子放出に対して束縛状態への電子捕獲機構との対応を調べた。その結果、電離に対するDWB近似は電子捕獲に対するOppenheimer-Brinkman-Kramers近似に対応することがわかった。

論文

Strong relativistic effects on dielectronic recombination of metaotable Li$$^{+}$$ ions

Zhao, L.-B.; 白井 稔三

Physical Review A, 63(1), p.703_1 - 703_4, 2001/01

準安定状態1s2s $$^{3}$$SにあるLi$$^{+}$$イオンの二電子性光再結合断面積を緊密結合R-行列と摂動論的方法を用いて計算した結果を高分子解能実験の結果と比較した。非常に良く実験結果を説明することができた。0.1-0.2eVの衝突エネルギー領域の実験結果に現れる二重ピーク構造は相対論的効果に起因していること、その第二ピークの強さは輻射減衰の効果に非常に敏感であること、また1s2p($$^{1}$$P)nl(n=5-7)共鳴領域において、高軌道角運動量状態(1$$>$$3)からの断面積への寄与は非常に小さいことがわかった。最後の点はSaghiri et al. [Phys. Rev. A 60, R3350 (1999)]の結論と著しく異なる。

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