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J-GLOBAL ID：201702241862071525   整理番号：17A0557070

火星探査におけるネオン測定に向けた分別膜の性能評価

An experimental study of permeable membrane for Ne isotope measurement aiming for future Mars mission

著者 (6件)： 奥野衛 (東大) ,  吉岡和夫 (東大) ,  三浦弥生 (東大 地震研) ,  長勇一郎 (NASA Marshall Space Flight Center) ,  齋藤義文 (宇宙航空研究開発機構 宇宙科研) ,  杉田精司 (東大)
資料名： 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR-(Web)  (JAXA-RR (Web))
号： 16-009  ページ： WEB ONLY  発行年： 2017年03月10日 
JST資料番号： U1011A  ISSN： 2433-2216  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 我々は将来の大気突入機等を用いた火星探査計画を念頭において,火星大気中に含まれるネオンの同位体測定を可能にすべく,簡便な分別膜を併用した質量分析装置の開発を進めている。本研究では四重極型質量分析計(QMS)を用いて²⁰Neと²²Neをそれぞれ測定する際に妨げとなる⁴⁰Ar,⁴⁴CO₂の二価イオンを,分別膜を用いて物理的に排除する仕組みを検討し,軽量かつ高効率の観測装置の実現を目指している。具体的には,分別膜として厚さ1mmのバイトンシートを用いると,地球大気中では10^-3程度の²⁰Ne/⁴⁰Ar存在比を,3桁程度向上させられるとの結果を得た。また,質量分析計のイオン化部において,70Vという典型的なイオン化電圧では,⁴⁰Ar⁺に対して約10%の⁴⁰Ar⁺⁺が生成されることを確認した。この結果は,分別膜で²⁰Ne/⁴⁰Ar~1に向上させれば,⁴⁰Ar⁺⁺の補正をすることでNeの計測を誤差10%以下で実現できることを意味する。本研究は地球大気を用いた実験であるため,組成や分圧の異なる火星大気条件での膜に対する透過特性は今後検証する必要がある。しかし,分別膜の素材,厚み,透過時間等のパラメタを最適化することで分別効率をさらに向上できる余地も残っているため,本研究の結果は火星大気中でのNe同位体測定の実現可能性を強く示唆するものである。(著者抄録)

シソーラス用語： 惑星大気 ,  *ネオン同位体 ,  *四重極質量分析計 ,  実現可能性 ,  分離装置 ,  浸透率 ,  アルゴン ,  二酸化炭素 ,  イオン ,  研究開発 ,  性能評価
準シソーラス用語： *火星大気 ,  セパレータ ,  浸透性 ,  CO2 ,  分析法開発

分類 (1件)： 質量分析計  (BD02060M)

引用文献 (15件)：

• R. O. Pepin, Evolution of the Martian atmosphere. Icarus 111.2, 289-304, 1994.
• S. E. Van Bramer, An introduction to mass spectrometry. Lecture Notes, 1997.
• S. K. Atreya, M. G. Trainer, H. B. Franz, M. H. Wong, H. L. Manning, C. A. Malespin, P. R. Mahaffy, P. G. Conrad, A. E. Brunner, L. A. Leshin, J. H. Jones, C. R. Webster, T. C. Owen, R. O. Pepin, and R. Navarro-González, Primordial argon isotope fractionation in the atmosphere of Mars measured by the SAM instrument on Curiosity and implications for atmospheric loss. Geophys. Res. Lett. 40, 5605-5609, 2013.
• T. Owen, K. Biemann, D. R. Rushneck, J. E. Biller, D. W. Howarth, and A. L. Lafleur, The composition of the atmosphere at the surface of Mars. Journal of Geophysical research 82.28, 4635-4639, 1977
• R. O. Pepin, On the origin and early evolution of terrestrial planet atmospheres and meteoritic volatiles. Icarus 92.1, 2-79, 1991

タイトルに関連する用語 (4件)： 火星探査 ,  ネオン ,  分別 ,  性能評価