CRDSを用いた同位体比の高精度測定技術の開発及び三重点への同位体比の影響評価

基于CRDS的高精度同位素比测量技术的开发及同位素比对三相点影响的评估

基本信息

批准号：
22H02113
负责人：
橋口幸治
金额：
$ 7.57万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

水の同位体比を測定毎の校正(検量線の作成)なく高精度に測定可能な技術の開発を目指して、キャビティリングダウン分光法(CRDS)を用いた測定装置の高度化を進めた。存在率の低い、例えば17Oの含まれた水を測定するためには、小さな吸収線を精確に測定する必要がある。そのための測定装置の開発、および得られたスペクトルデータの解析方法の検討を行った。共振器内の圧力の制御を可能にし、圧力を変えた状態でのスペクトル測定を実現させた。減圧した状態での測定が可能となり、吸収線同士の重なりを減らして測定することが可能となった。スペクトル測定で生じるノイズ成分の除去も行うことができた。開発した装置を用いて、17Oの含まれた水を測定できるように装置の拡張を進めた。また、同位体比の定まった水を精確に測定可能となる手法の検討も進めた。測定装置の残留水分を評価し、大気中からの水の混入の検証、配管からの吸着脱離水分の検証を行った。温度計校正に必須な温度定点である水の三重点温度の精度を向上させ、温度計校正の信頼性の向上に繋げるため、同位体比が水の三重点温度に与える影響の評価を目指し、水の三重点温度の精密測定の開発を進めた。同位体比の定まった水を、大気中の水の影響なくアンプルに充填可能となるシステムの検討を行った。また、水の三重点温度を不純物の影響を受けずに測定可能となる測定手法の開発を進めた。断熱カロリメトリ法を用いた三重点温度の測定を目指し、装置の作成を進めた。

为了开发一种无需每次测量都进行校准（创建校准曲线）即可高精度测量水同位素比的技术，我们提高了使用腔衰荡光谱（CRDS）的测量装置的复杂性。例如，为了测量 17O 丰度较低的水，需要精确测量小吸收线。我们为此开发了一种测量装置，并研究了分析所获得的光谱数据的方法。这使得可以控制谐振器内部的压力，从而可以在改变压力的同时测量光谱。可以在减压下进行测量，从而可以减少吸收线之间的重叠。还可以去除频谱测量中产生的噪声分量。使用开发的设备，我们扩展了该设备，使其能够测量含有 17O 的水。我们还研究了能够精确测量固定同位素比的水的方法。评估测量装置中的残留水分，并验证来自大气的水的存在以及来自管道的水的吸附/解吸。为了提高温度计校准所必需的固定温度点水三相点温度的准确度，提高温度计校准的可靠性，我们旨在评估同位素比对水三相点温度的影响。我们推进了水三相点温度精确测量的发展。我们研究了一种系统，该系统可以将具有固定同位素比率的水填充到安瓿中，而不受大气水的影响。我们还开发了一种测量方法，可以在不受杂质影响的情况下测量水的三相点温度。为了使用绝热量热法测量三相点温度，我们继续创建一个设备。