星間雲および原始太陽系星雲における氷の凝縮・蒸発機構

星际云和原太阳星云中的冰凝结和蒸发机制

基本信息

批准号：
62611501
负责人：
香内晃
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62611501/
关键词：
アモルファス氷蒸気圧凝縮・蒸発過程彗星の起源

项目摘要

星間雲から原始太陽系星雲への深化の過程で, 氷の凝縮・蒸発が繰り返しおこっている. この過程で物理的, 化学的分別が進み多様な氷が形成される. 従来はこの過程の解析に平衡凝縮理論を用いていたが, 最近速度論的効果の重要生が理論的に示された. しかし, 彗星や外惑星の起源にとって重要な氷についての実験的研究はほとんど行われていない. そこで本年度は, 氷の凝縮・蒸発を議論する場合の基礎データとなる蒸気圧の測定と, 2成分系の氷の蒸発実験を行なった.1.実験装置……設備備品費で購入した真空チェンバーに現有のHeガス冷凍機, 四重極型質量分析計, 電子銃などを取り付けて, 氷の凝縮・蒸発実験装置(10〜300K, 10^<-6>Pa)を製作した. また消耗品費を用いて2成分ガスの混合装置を製作した.2.蒸気圧の測定……低温の基板上に凝縮したH_2OおよびCO_2の温度上昇にともなう蒸気圧の変化をラングミュア法で測定した. いずれの場合も, アモルファス氷の蒸気圧は結晶の蒸気圧より1桁から4桁ほど大きく, さらに凝縮温度や凝縮速度に大きく依存して変化することが明らかになった. これまではアモルファス氷の凝縮・蒸発を結晶の氷の蒸気圧をもとに議論していたが, 今回の測定により凝縮・蒸発温度がかなり低下することが明らかになった. また, 新彗星からの大きなH_2Oガスの蒸発量も, 説明可能となっか3.2成分氷の蒸発過程……10Kで凝縮したH_2O-COおよびH_2O-CO_2氷の温度上昇にともなう蒸発ガスの測定をおこなった. COおよびCO_2はそれぞれの平衡凝縮温度, アモルファスH_2Oの結晶化, 六方晶系氷の蒸発の3段階で複雑に蒸発し, 平衡凝縮論には従わないことが明らかになった. したがって, 彗星からの蒸発ガスの分析から彗星の形成領域を推定するのは困難であることがわかった.

在从星际云深入到原太阳星云的过程中，冰反复发生凝结和蒸发，并发生物理和化学分馏，并形成各种类型的冰。这项研究使用了平衡凝结理论，但最近从理论上证明了动力学效应的重要作用。然而，对对于彗星和系外行星的起源很重要的冰进行的实验研究却很少。我们测量了讨论冰的凝结和蒸发的基础数据——蒸气压，并进行了双组分冰的蒸发实验。 1.实验设备：我们使用现有的何安冰凝结和蒸发实验装置（。通过安装气体制冷机、四极杆质谱仪、电子枪等来构建(10～300K、10^-6Pa)。另外，利用消耗品成本制造了一种用于混合两种组分气体的装置。2.蒸气压的测量...使用Langmuir测量了在低温基底上冷凝的H_2O和CO_2的蒸气压随着温度升高的变化。在所有情况下，非晶冰的蒸气压比结晶冰的蒸气压高一到四个数量级，并且已经发现它根据冷凝温度和冷凝速率而变化很大。迄今为止，非晶冰的凝结和蒸发都是基于结晶冰的蒸气压进行讨论，但该测量表明，凝结和蒸发温度要低得多，H_2O气体的蒸发量也很大， 3. 组分冰的蒸发过程...随着温度的升高，测量了在10 K凝结的H_2O-CO和H_2O-CO_2冰的蒸发气体，结果表明CO和CO_2在各自的平衡凝结温度下，非晶态H_2O。蒸发以复杂的方式发生，分三个阶段：冰的结晶和六方冰的蒸发，并且不遵循平衡凝结理论。事实证明，通过对彗星蒸发气体的分析来估计彗星的形成区域是很困难的。