J. Plasma Fusion Res. Vol.88, No.３ (2012)１８０‐１８７

講座 原子分子データベースの構築と利用

４．主なデータベースの利用方法例
村上泉

核融合科学研究所（原稿受付：２０１２年１月２７日）

原子分子データベースの具体的な利用方法例として，NIST の原子スペクトルデータベースと分子の化学反応データベース，核融合科学研究所の衝突過程の断面積等データベース，ADAS，そして化学反応データベース
として GRI-Mech の使い方を紹介する．
Keywords:
atomic and molecular database, wavelengths, transition probabilities, collision cross sections,chemical reaction rate constants

本章では，原子分子データベースの具体的な利用方法をデータと分子分光データなどがある．原子分光データは，いくつか紹介する．検索方法は，データベースごとに異ASD のほか，基礎原子スペクトルデータハンドブック（中なっており，ちょっとしたコツがあったり，いろいろなオ性原子と１価イオンのスペクトル線の波長と強度のデータプションがあったりするので，是非自分でもいろいろ試し集で，データは ASD に含まれている），水素と重水素のエて使ってみてほしい．どのデータベースでも，ユーザーかネルギーレベル（理論によるオンライン計算），中性原子らのフィードバックは重要なので，使い勝手や，データ内の基底状態と電離エネルギー表，X 線遷移エネルギー（Z容などの要望は，どんどん出すと良い．インターネットで＝１０−１００の K!線等），原子スペクトルの文献データベーアクセスできるデータベースのほとんどを文献［１］第１７章スなどがある．分子分光データは，２原子分子，３原子分で紹介しているのでそちらも参照していただきたい．

子，炭化水素の回転遷移のマイクロ波スペクトルデータ

原子の波長・遷移確率と，電子衝突電離，励起，再結合（同位体を含む），赤外分光器較正用波数表，星間分子のマ断面積・速度係数については，インターネット上のデータイクロ波遷移周波数などがある．
「Atomic and Molecular

ベ ー ス を 一 度 に 検 索 で き る 検 索 エ ン ジ ン GENIE［２］がPhysics」では，オンライン以外のデータベースもリスト

IAEA によって提供されており，これらは，原子（イオン）アップされている．オンラインのもので，NIST Chemistryを指定するだけで検索が実行され，それぞれのデータベー

Web Book［６］では分子の様々な基礎データが集められていスからの検索結果がそのまま表示されるようになっている．SRD１０７として，分子の電子衝突電離・励起断面積のる．これらのデータを調べたい場合は，このサイトを利用スケーリング理論（BEB モデル）によるオンライン計算がするのが手っ取り早い．

実行できる［７］．そのほか，中性原子・分子の気相化学反応の速度係数のデータベース［８］，液相中の分子の化学反４．
１ NIST応の速度係数のデータベース［９］が提供され，化学反応式

米国標準技術研究所（NIST）では，その名のとおり標準によって検索ができる．

データ Standard Reference Data の整備に関する研究を広ここでは，最もよく利用されている原子スペクトルデーく行なっており，多くのデータベースを提供している．そタベース ASD［４］について，簡単に使い方を紹介する．２れは，１９６８年にアメリカで制定した標準データを提供するつのデータベース「Lines」と「Levels」があり，Lines のほ法律に基づいている．その総合的な入り口として NIST

うはスペクトル線の波長と遷移確率，遷移の上準位，下準Data Gateway［３］がある．このページの左側の分野リスト

位の情報，データの出典が見られる．調べたいイオン，例から「Atomic and Molecular Physics」を選ぶと，原子分子

えば，C3+イオンの場合は，分光記号で C IV と指定し，波関係のデータベースのリストが出てくる．あるいは，右側長範囲を指定して検索する（図１）．複数のイオンを指定の Quick List から原子スペ ク ト ル デ ー タ ベ ー ス"Atomicすることも可能である．検索のときのオプションとして，

Spectra Database ASD"［４］へ行くこ と も で き る．
「Physi-

表示方法をテキスト形式にしたり，レベルエネルギーの単cal Reference Data」を選ぶと物理系のデータベースリスト

位を変更したり出来る．検索条件に，エネルギー準位の範［５］へ行く．ここには周期律表もある．その中に原子分光囲の指定や，遷移強度の範囲の指定，データ精度の指定を

4. Examples How to Use Atomic and Molecular Databases
MURAKAMI Izumi

author’s e-mail: murakami.izumi@nifs.ac.jp

１８０!2012 The Japan Society of Plasma
Science and Nuclear Fusion ResearchLecture Note

4. Examples How to Use Atomic and Molecular Databases

図２

I. Murakami

NIST の ASD［４］の Line の中で，Dynamic Plots オプショ
ンの Saha-LTE Spectrum を選択した場合に作成される，熱平衡時のスペクトルで，C IV の例（１−２０００Å）を示す．電子温度 100 eV，電子密度 1013 cm−3 を指定した．スペクトル線強度は相対値になる．

成することもできる（"Saha-LTE Spectrum"）．図２に C IVのスペクトルの例を示す．これらオプションで作成した図は，検索結果の画面の一番下にリンクが出てきて，PDF等での表示・ダウンロードや，図のデータのテキスト表示ができる．
また，グロトリアン図（Grotrian Diagram）と呼ばれる，エネルギー準位と準位間の光学的許容遷移の関係を表す図を作成することも可能である．図３に C IV の場合を示す．
図１

この図は JavaScript を使ってダイナミッ ク に 表 示 さ れ

NIST の ASD［４］の Line の検索画面．一番上部でイオン及び波長範囲を指定すると検索ができる．検索条件等の変更
や，オ プ シ ョ ン で 図 の 作 成 な ど も で き る．「DynamicPlots」では，熱平衡を仮定したスペクトルの図も表示できる（図２参照）．「Grotrian Diagram」では，エネルギー準位と遷移の関係を図にしたグロトリアン図が作成できる（図３参照）．

る．遷移を示す線をクリックすると，上準位や下準位の情報や，波長，遷移確率も表示できるため，スペクトル線の遷移の理解の助けになる．
次に，ASD のトップページに戻り「Levels」を選択すると，イオンの原子構造を調べることができる．イオンを分光記号で指定すると，励起状態の電子配置，LS 多重項，全したり，表示される波長を真空のみにしたり，といった変角運動量量子数 J ，レベルエネルギー（cm−1）が表示され更もできる．デフォルトでの表示は，波長（計測値，Å），る．検索のときに，エネルギーの表示を eV に変更するこRitz の波長（Å），相対強度，遷移確率 Aki（s−1），遷移確率とも可能である．元素番号が大きな多価イオンの場合は，の精度（AAA（0.3％ 以下）〜E（５０％以上）），上準位およ

配置間相互作用による混合があるため，その表示されていび下準位のエネルギー（cm−1），遷移の電子配置（Con-る配置の占める割合（％）も表示される．例として，図４figuration），LS 多重項（Term），全角運動量量子数 J ，統に W LXX（W69+）で検索したときの結果を示す．レベルエ

計重率 g，遷移のタイプ（何もない場合は電子双極子遷ネルギーの値が，斜字体になっているのは，実験による評移），出典が表示される．波長は，２０００Å以下および２００００価がない理論値で，＋x と書かれているものは，不定性がÅ以上は真空の波長，その間は空気中の波長である．また，あることを示している．電離閾エネルギーも表示される．

Ritz の波長は，遷移の上準位と下準位のエネルギーの差の詳しい使い方，説明は，ヘルプページ（ホームページ上

逆数 が 真 空 の 波 長で あ る と し た Ritz の 原 理［１０］に基づ部にリンク）に記述されている．

き，実験によって得られた準位のエネルギーを使って出し

NIST が公開しているデータベースの中から，もうひとている．

つ，分子の化学反応のデータベース NIST Chemical Kinet-

基本的に実験値を元に評価されたデータであるが，エネ

ics Database［８］を紹介する．様々な分子の気相化学反応のルギーレベルについては，実験値からの外挿や理論値の場速度係数1を，化学反応式等を指定して検索できる．例え合があり括弧で表示される．オプションで，波長の位置のば，初期状態として CH4 と入力して CH４だけを指定して検図（"Line Identification Plot"）や，サハの熱平衡の場合のス

索すると，反応式ごとに分類した９０８レコードがヒットしペクトル線強度の計算を電子温度と電子密度を指定して作た．その中から，７レコードヒットした CH4+O2→CH3+１ 反応速度係数（Rate coefficients），反応定数，速度定数（Rate constant）などともいう．

１８１

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.88, No.3 March 2012

図３

NIST の ASD［４］の Line のなかで作成したグロトリアン図の例として，C IV を示す．縦軸はエネルギーで，励起状態のエネルギー準位が横棒で示されている．それらの電子配置は，横軸に 1s2 ns のように記され，これは，1s2 ns の意味で，主量子数 n＝2〜9（np，nd はもう少し上まで）が描かれている．その横棒の間に引かれている斜めの線が，光学的許容遷移（電気双極子遷移，E１）である．
電気双極子遷移の選択則として方位量子数 !l ＝±1 に当てはまるものが描かれている．その遷移の線をクリックすると，上準位，下準位の情報や波長，遷移確率が表示される．データベースの中に入っているデータを元に図が描かれているため，この場合，l が３以上の励起状態間の遷移のデータが含まれていないこともわかる．

図４

NIST の ASD［４］の Levels で，W LXX（W６９＋）を検索した結果．基底状態，励起状態の電子配置（Configuration），LS 多重項（Term），全角運動量量子数 J ，エネルギーレベル（cm−1；＋x は計算値に不定性があることを示す），混合の割合（％）で，他の項が混ざっているときは，２番目に大きいものも表示．

１８２

Lecture Note

4. Examples How to Use Atomic and Molecular Databases

I. Murakami

HO2 を見てみると，図５のように，速度係数に関するアレ

前に温度 "の n 乗の項を仮定しない場合と仮定した場合のニウスの式と，そのパラメータ !
（頻度因子）と $，活性化フィットも自動で実行して，結果が表示される．

エネルギー !#，適用温度範囲がデータの出典ごとのリス

４．
２ NIFS

トとして表示される．化学反応が，１体反応（１次）か，２核融合科学研究所（NIFS）では，原子・分子の衝突過程体反応（２次）か，３体反応（３次）かによって，order−1が分類され，速度係数の単位が，１次の場合が s ，２次がの断面積・速度係数等の数値データベース［１１］を作成，

cm3 molecule−1 s−1，３次が cm6 molecules−2 s−1 となって公開しており，表１に示すように，９つのデータベースかいる．

ら 構 成 さ れ て い る．AMDIS，AMOL が 電 子 衝 突 過 程，出典のところをクリックすると，論文の情報が得られCHART，CMOL が重粒子衝突過程のデータベー ス で，る．さらに，上部に表示された化学反応式の分子をクリッ

SPUTY，BACKS はプラズマ固体相互作用のデータベースクすると，Chemistry webbook［６］へ飛んで，その分子の情である．データベース作成の歴史的経緯から DIO がある報が見られるようにもなっている．

が，近年は分子の電子衝突解離過程のデータは AMOL に出典の前にあるチェックボックスをチェックして，"Create格納している．データベースは１９７８年から順次作成され，Plot"をクリックすると，図（アレニウスプロット）が描か

現在のインターネットによる公開は，１９９７年から行っていれて，データの比較ができる．図６に例を示す．アレニウ

る．これらのデータベースに格納しているデータは，基本スプロットは，横軸が温度の逆数，縦軸が反応係数の対数的には出版されている原著論文から収集したもので，一つであるため，傾きから活性化エネルギーが求められる．の衝突過程に対して，複数の理論や実験などによるデータチェックされたデータを使い，アレニウスの式で指数部のが表示されることが多い．原子データは，実験方法や理論

図５

NIST のChemical Kinetics Database［８］で検索し，CH4＋O2→CH3＋HO2 の 化 学 反 応 を 選 択 し て 得 ら れ た 検 索 結 果．
データの出典ごとに，適用温度範囲，速度係数を表すアレニウスの式のなかのパラメータ A，n，Ea に対する値が表示される．Order は速度係数の単位を示す（本文参照）
．
表１

図６

NIST の Chemical Kinetics Database［８］で検索し，図５で示した反応のすべてのデータをチェックしてアレニウスプロットを描いた結果．１９６８と１９７８の理論データを除き，どの文献からのデータもほぼ一致している．

NIFS 原子分子数値データベース［１１］の構成．

データベース名
AMDIS
ION
EXC
DIORECCHART
AMDIS Molecule（AMOL）

内容
備考
原子の電子衝突電離断面積，速度係数原子の電子衝突励起断面積，速度係数
分子の電子衝突解離断面積
H２など．
原子の再結合断面積，速度係数
原子の重粒子衝突荷電交換断面積，電離断面積
分子標的の古いデータも含む
分子の電子衝突過程断面積，速度係数（全断面積，弾性散乱，励起，電離，解離，再結合，電子付着）

CHART Molecule（CMOL）SPUTY
BACKS

分子の原子衝突過程断面積，速度係数（弾性散乱，励起，電離，解離，電荷移行，組替）
イオンの固体表面でのスパッタリング収率
固体表面での後方散乱係数

１８３

Journal of Plasma and Fusion Research Vol.88, No.3 March 2012

計算手法などの違いなどにより，著者によって異なった値

画面を示す．元素名や価数などを指定して検索できる．検が出されていることが多々あり，どのデータを信頼して利索する際は，断面積か速度係数を指定する必要がある（デ用すべきか，気をつける必要がある．本講座３．
４節でデータフォルトは断面積）．オプションとして，理論，実験，評価評価について述べたが，核融合研のデータベースでは，そデータを選んだり，著者や出版年などの指定や，検索結果のような様々なデータを比較して，データ評価を行うことを例えば出版年でソートするように指定することもできができるようになっている．すでに論文として評価が行わる．検索の結果は，衝突過程ごとに分類されて表示される．

れたデータも収集してあり，そのようなデータは，実験ヒットするデータが３００件を超えると検索が打ち切られて（E）でも理論（T）でもなく，評価済み推奨データ「V」がしまうので，ある程度狭くなるように条件を指定したほう表示されるようになっている．研究の進歩により新たなが良い．このデータ数の検索上限は，AMDIS EXC と RECデータが出されることもあるため，データベースのアップにはなく，EXC と REC の場合は，検索結果を一度，初期状デートも重要である．アップデートは国内の原子分子物理態ごとに分類したリストが表示されて，そのなかから知り学研究者の協力を得て行なっている．

たい過程をさらに選択した後，個々の衝突過程のリストが表１で示したこれらのデータベースは検索システムを持表示されるようになっている．

ち，原子名などでの検索ができ，数値データは，数表の表

図７にあるように ION で「Fe」のみ指定して検索する

示 に 加 え，グ ラ フ 表 示 が で き る．ま た，AMDIS ION，と，１５６件のデータがヒットした．例えばその中から中性鉄CHART，SPUTY，BACKSは，経験則による断面積も同時原子の電離断面積（１電子〜４電子電離）をチェックボッにグラフに書くことができる．ION の電離断面積についてクスで選択して（その際，デフォルトの All Data List のは，Lotz の 経 験 則（原 子 番 号≦３０）［１２］，CHART は，チェックをはずす必要がある），「Numerical Data Tables

H，H２，He 標的に対する電荷移行断面積の経験則［１３］，or Graphs」を選択して「Display」をクリックすると，図８

SPUTY は単原子固体に対するスパッタリング収率の経験則［１４］，BACKS は軽元素入射に対する後方散乱係数の経験則［１５］を用いている．Lotz の式は，文献［１］第１３章の（１３．
１．
５）式にも記述してある．電荷移行断面積は，文献［１］第７章に様々な経験則が記述されているので，参考になる．データベースの中の CURVE へ行くと，経験則で断面積を作図することもできる．
図７に，例として電子衝突断面積，AMDIS ION の検索

図８

図７

NIFS の AMDIS ION データベースの検索画面．元素名，価数などを指定して検索できる．検索データは断面積（デフォルト），もしくは速度係数を指定する．データの種類として，理論，実験，評価データの指定や，著者，出版年，そのほかの項目も検索条件として指定できる．

１８４NIFS の AMDIS ION データベースで鉄を選択後，得られた結果の中から，鉄原子の１電子〜４電子の電離過程を選択したあとに表示される画面．各衝突過程ごとに，データのリファレンスと衝突エネルギーの範囲が示される．ここで，数表や図で表示するデータを選択することができる（デフォルトは全部）．数表表示は，デフォルトは横書きなので，縦書きを選択すると，あとで利用しやすい．グラフの描き方もオプションで変更できる．経験則を同時に書く
場 合 は，CURVE を１に 変 更 す る．凡 例 の 表 示 場 所 は
AUTHOR の次のプルダウンメニューで指定する．

Lecture Note

4. Examples How to Use Atomic and Molecular Databases

I. Murakamiのようなページが表示される．衝突過程ごとに，データの電子衝突による分子の微分断面積，陽子衝突による水素分出典論文の情報と，衝突エネルギーの範囲が表示される．

子の電離微分断面積，水素分子への電子の解離付着係数，個々のデータのリストのリファレンスの著者名の次に，電離平衡時のイオン比，固体表面のスパッタリング収率・Reference というリンクと，Information というリンクがあ

反射係数・飛程値，光吸収断面積，電気学会提供の原子分るが，Reference は，文献データベース ORNL への横断検子の電子衝突断面積の推奨データセットとなっている．現索，Information は，データに付随する情報（詳しい書誌情

在は，林真先生（故人）の収集された原子分子の衝突過程

報，データが取得された方法，データに対するコメントなの文献および断面積の未発表データのデータベースの作成

ど）を見ることができる．これらの情報は，この前のペーを電気学会放電委員会の協力を得て行っている．

ジ で「Numerical Data Tables and Graphs」を 選 ぶ 前 に，

４．
３ Open-ADAS「Standard」もしくは「Custom」の選択によっても見るこ

ADAS（Atomic Data and Analysis Structure）［１６］は，イとができる．
ここで「Graph Display」を選択してグラフ を 描くと，ギリスの Strathclyde 大学と JET が中心となった国際コン

図９のようになる．図を描く際に，オプション「Curve」をソーシアムが運営している原子データと解析用ソフトウエ「１」にすると，経験則を実線で同時に描くことができる．

アのパッケージで，核融合プラズマや天体プラズマの分光また，個々のリファレンスごとに，データをシンボルでプ解析等に有用な原子データや，それを使って作成されたロットするのではなく，線で結んで書くことも可能で，そ様々な２次データを利用したり自分で計算することができの場合は右側にある「Line-Option」のチェックボックスにる．本講座１．
２節 a および b で紹介した荷電交換分光計測やチェックを入れる．図はPDFファイル等でダウンロードでビーム減衰解析では，ADAS のデータとパッケージを利用きる．図の描き方も変更でき，MODE を FIX にし，LOGしてデータの解析を行っている．そのほかにも，発光線強をえらんで対数表示，MAX と MIN で表示区間を指定する

度と電離の数の比，いわゆる S/XB や，放射損失パワー，電ことができる．凡例を書く場所も AUTHOR の項目で，右離平衡のイオン密度比，などといった計算ができる．また，上，などと変更できる．数表の表示は，Data Display を選択

原子データは，核融合プラズマ関係の様々なシミュレーし，write vertically にすると，数値が縦に並ぶので利用しションコード（Strahl，EDGE2D，B２‐IRENE，ERO など）やすい．

でも利用されている．ADAS の膨大なマニュアルはホーム核融合研では，表１に上げた検索機能付きのデータベーページから参照でき，利用方法に熟知すれば，いろいろ有スのほかに，いくつもの小さなデータベースを作成して公益に使える．しかしながら，このパッケージを利用するに開している．リストが，ホームページ［１１］に載っている．

は，研究機関がコンソーシアムに参加（有料）する必要が

これらのデータベースは共同研究などの成果の公開等を目ある．国内では，NIFS と日本原子力研究開発機構が参加し的に作成したもので，検索機能がなく，データをテキストている．２００９年より ADAS は ITER に絡んで EU からのサファイルとしてリンクしているだけであるが，項目ごとにポートを得て ADAS-EU プロジェクトを行っている．このダウンロードできるようになっている．現在公開しているプロジェクトの中で若手研究者向けにトレーニングコースのは，二重励起状態のエネルギーレベルとサテライト線，を毎年実施し，これはコンソーシアムメンバーでなくても参加ができる．
２００８年７月 よ り，ADAS は IAEA と の 協 力 に よ り，
OPEN-ADAS［１７］として，基本的な原子データの公開を始めた．ADAS は，原子データを原子過程等により分類している．OPEN-ADAS で公開されている原子データは，荷電交換断面 積（ADF０１），「Resolved specific ion data collections」（ADF０４：エネルギーレベル，基底状態や励起状態間の放射遷移確率と電子衝突励起速度係数が主体で，ファイルによっては，再結合速度係数や荷電交換再結合速度係数なども含み，衝突輻射モデルに使って励起状態のポピュレーションを計算したり発光強度を計算することのできる原子データのセット），電子衝突電離速度係数（ADF０７），放射再結合速度係数（ADF０８），二電子性再結合速度係数（ADF０９），等核子マスターファイル（ADF１１；イオン密度を電離平衡等で計算するために必要なデータ，実効再結

図９合速度係数 ACD，実効電離速度係数 SCD，荷電交換 Cross

AMDIS ION データベースで Fe の電離断面積の検索を行い，そのうち，Fe の１電子〜４電子電離の断面積を表示させた．実線は，１電子電離断面積の Lotz の経験則［１２］である．
各シンボルに対する文献の著者のリストのなかで，末尾のE は実験，T は理論を示す．評価済みデータは V で示される（この図にはない）．

Coupling Coefficients CCD，準安定状態（Metastable）を区別してイオン密度を計算する際に必要となる Cross Coupling Coefficients XCD と，Parent Cross Coupling Coefficients QCD，励起によるラ イ ン 発 光 に よ る 放 射 パ ワ ー１８５Journal of Plasma and Fusion Research Vol.88, No.3 March 2012

４．
４ そのほかのデータベース

PLT，再結合及び制動放射による放射パワー PRB，荷電交換による放射パワー PRC，個々の発光線による放射パワー

文献［１］の第１７章にあるように，様々な原子分子データ

PLS の９種類がある），荷電交換再結合発光 係 数（ADF

ベースがインターネット上で公開されている．大気化学と12），光子１個あたりの電離の係数，いわゆる S/XB（ADF

か，応用分野ごとに特化して収集されたデータベースがい13），発 光 係 数 PEC（ADF１５），実 効 ビ ー ム 阻 止 能 係 数

ろいろあるが，異なる分野からであっても利用できるもの（ADF２１），実効ビーム発光係数（ADF２２）となっている．

は多い．

これらのデータを読み込むためのフォートランプログラム

その中に記述されていないデータベースとして，GRI-もダウンロードができるようになっている．フォーマット

Mech［１８］をここでは紹介する．これは，燃焼化学のためのなどの説明は，マニュアル（Appendix）の中に記載されて化学反応の速度係数のデータベースであるため，酸素，メいる．データファイルはテキスト形式で，データに対するタンなどの炭化水素，二酸化炭素など，燃焼に用いられるコメントも記されている．ADAS のデータファイルは，ガス分子に限られるが，低温のプロセスプラズマなど応用データセットの形になっており，例えば，あるイオンのプラズマ分野の化学反応を調べるのにも用いることができ

ADF０４のファイルがあれば，そのイオンの衝突輻射モデル

る．［１８］のトップページから「Reaction Rate Coefficients」を構築してスペクトル合成ができるようになっていて，利用しやすい．
ADAS の原子データは，基本的には NIFS のデータベースと同様に，一つの衝突過程等に対して，異なる著者によって得られた複数のデータセットが存在する．データは，学術雑誌に発表された原著論文のある理論計算データであったり，ADAS のグループが複数のデータを比較・検討して広い衝突エネルギー領域に適応できるようにして作成したデータなど，いろいろなものが存在する．また，励起状態に対して微細構造レベルまで分解したデータ（resolved）と分解していないデータ（unresolved）といった違いがあったり，準安定励起状態（Metastable）を区別した場合と区別しない場合というのもある．原子データを利用して計算した２次データ，例えば，発光係数（Photo Emission Coefficients，PEC）は，計算に用いた原子データのセットが異なれば，異なった値となり，それぞれのファイ
図１０ OPEN-ADAS［１７］で，波長領域を指定して検索した結果の例．波長，イオン名，データクラス，遷移，データファイル名が表示され，データファイル名をクリックするとデータファイルの詳細な説明が表示されダウンロードできる．

ルに記述されているコメントをよく読んでから利用する必
要がある．
データの検索は，「Freeform search」としてキーワードなど自由な検索語による検索，波長領域指定による検索，イオン指定による検索，データクラスによる検索が用意されている．例えば，波長領域指定の検索をした場合の例を
図１０に示す．波長，イオン，データクラス，遷移，データファイル名が表示され，データファイルをクリックすると，データファイルの詳細な説明が表示され，ファイルがダウンロードできる．ここでヒットしたものは，発光係数（PEC）と光子１個あたりの電離の数 S/XB，荷電交換再結合 によ る 発 光 係 数（QEF）で あ る．デ ー タ フ ァ イ ル 名は，典型的には， データファイルの中身を示す３文字＋ データ生成年

元素 ̲ データ生産者名イニシャル

イオン .dat （例えば，pec93#c̲llr#c3.dat）であるとか，等電子イオン系列 ̲ データ生産者

生成年

イオン .

dat（例えば，lilike̲wjd92#c.dat）といったような規則で作られている．イオン指定での検索は，あらゆるデータクラスのファイルがヒットする．Freeform 検索で，適切なキーワードを複数指定したほうが，データを探しやすい．いろ
図１
１ GRI-Mech［１８］
データベース の 検 索 画 面．画 面 下 に 入 力
フォームがあり，画面上部にリストアップされた分子名や，プルダウンメニューを選択して，検索を実行する．

いろ試してみると良い．

１８６

Lecture Note

4. Examples How to Use Atomic and Molecular Databases

I. Murakami

図１２ GRI-Mech［１８］
データベースで，CH4 と O2 で検索した結果，一つの化学反応がヒットした．速度係数をアレニウスの式で表した場合のパラメータがリストで示される．Number の数字をクリックすると，データの詳しい情報が得られる．

を選択すると，図１１に示す検索画面が表示される．ページやリンクリストが［１９］にあるので，是非一度のぞいてみの上部に検索方法についての説明，下部に検索条件をいれて，自分の必要とするデータはどこから探すことができるる入力フォームがある．第１入力欄には，CH4 などの分子か，調べてみてほしい．

名を入れるが，ここに LIST と入力して検索を実行すると，このデータベースで扱っている分子のリストが表示され参考文献

る．２番目がプルダウンメニューで，分子ごとに選択でき［１］浜口智志他編：プラズマ原子分子過程ハンドブック（大阪大学出版会，２０１１）．
［２］GENIE, http://www-amdis.iaea.org/GENIE/［３］Standard Reference Data, http://www.nist.gov/srd/［４］Atomic Spectra Database, ver.4, http://www.nist.gov/pml/data/asd.cfm［５］NIST Physical Reference Data, http://www.nist.gov/pml/data/［６］http://webbook.nist.gov/chemistry/［７］http://physics.nist.gov/PhysRefData/Ionization/Xsection.html［８］http://kinetics.nist.gov/kinetics/index.jsp［９］http://kinetics.nist.gov/solution/［１０］W. Ritz, Astrophys. J. 28, 237 (1908).
［１１］NIFS Database, http://dbshino.nifs.ac.jp/［１２］W. Lotz, Z. Phys. 261, 241 (1968); 220, 466 (1969); J. Opt. Spc.
Am. 58, 236 (1968); 58, 915 (1965).
［１３］Y. Nakai et al., Phys. Scr. T28, 77 (1989).
［１４］N. Matsunami et al., IPPJ-AM-52, Inst. Plasma Phys., Nagoya Univ., 1987.
［１５］R. Ito et al., IPPJ-AM-41, Inst. Plasma Phys., Nagoya Univ.,
1985.
［１６］ADAS, http://www.adas.ac.uk/［１７］OPEN-ADAS, http://open.adas.ac.uk/［１８］GRI-Mech 3.0, http://www.me.berkeley.edu/gri-mech/［１９］http://dpc.nifs.ac.jp/dblinks1.html

るものが表示されている．第３入力欄に標的分子等を入力して，検索を実行する．第３入力欄の説明に any とあるものは，いろいろな分子が指定できる．例として，CH4 と O2を指定してみると，図１２に示すような結果が得られた．これは，４．
１節の図５で示したものの逆の反応過程である．このデータベースは，一つの反応過程については，一つのデータのみを表示するようになっている．反応係数は，アレニウスの式のパラメータで表示されるが，図１２の場合は，温度によらない一定値が示された．Number に示された数字をクリックするとデータの詳細が表示され，データの出典や，温度ごとの速度係数，エントロピーやエンタルピーなどのデータが示される．
検索結果は，化学反応シミュレーションソフトウエア
CHEMKIN（詳細化学反応解析支援ソフトウエア，市販品）で使えるフォーマットでの出力も可能になっている．
また，GRI-Mech では，分子の熱化学 基 礎 デ ー タとして，２００−２０００K の 温度 に 対 す る 熱 容 量，標 準 エ ン ト ロ
ピー，分子形成の標準エンタルピーの値もデータベースとして用意している．熱化学基礎データは NIST の Chemistry Webbook［６］にもあるので比較できる．Webbook はリファレンスごとに値が表示される．
以上，いくつかのデータベースの利用方法を紹介した．
ここで紹介しなかったデータベースも，文献［１］の第１７章

１８７