金属中における高速酸素イオンのエネルギー損失:出射角及び荷電状態依存性

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640352
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 坂本 直樹 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (20031718)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 英巳 奈良女子大学, 理学部, 助教授 (90169194) ; 津田 直子 奈良女子大学, 理学部, 教授 (40031679)
• Keywords: エネルギー損失 / 酸素イオン / 出射角依存性 / 荷電状態依存性 / 荷電状態分布

Research Abstract

京都大学理学部のタンデム型ヴァンデグラーフ加速器からの16.7MeV酸素イオンを用いて、炭素薄膜を通過後の酸素イオンの荷電状態分布の出射角依存性を測定した。ビームタイムが充分でなかったので、荷電状態4^+の入射酸素イオンに対して1.2,1.9,2.5,5,10.3,20.6及び50μg/cm^2の炭素薄膜に対して主に出射角0°〜0.5°の範囲に亘る出射イオンの荷電状態分布を測定した。測定には有効距離47mmの位置検出器を用い、出射酸素イオンの荷電状態の分離には永久磁石を用いた。この磁石は6.5cm離れた状態で1700ガウスの磁界をつくる事が出来、約1m後方の位置検出器の場所で酸素イオンを各荷電状態について5mm程度の間隔で分離して測定可能にする。このエネルギーにおいては6^+が主要な荷電状態で約53%を占め、次いで5^+,7^+が20%前後、4^+,8^+が1%から数%を占めている。3^+状態は1%以下であった。出射イオンの荷電状態分布は測定した全ての炭素薄膜について出射角に依存して増減することが判った。これは、前年度に行った金標的に対する結果と著しく異なる点である。炭素薄膜については標的が非常に薄くエネルギー損失の精度のよい測定が出来ないので、荷電状態分布のみの測定を行った。炭素薄膜の場合には非常に薄い標的が使用でき、荷電非平衡領域の厚さに対して出射イオンの荷電状態分布の測定が可能であるので、出射角に強く依存した荷電状態分布の測定が出来たものと思われる。荷電平衡が達成される厚さをはるかに越えて荷電状態分布の出射角依存性が観測されたので、標的中で起こる個々の衝突における強い角度依存性が反映されているものと思われる。今年度の測定で得られた結果については日本物理学会の年会で発表し、エネルギー損失の出射角依存性や荷電状態依存性の解明に努めたい。

Research Products

• [Publications] N.Sakamoto: "Geometrical Effect on the Measurement of Stopping Powers:Angle-Dependent Energy Loss of 5 MeV Protons in Cu" Nucl.Instr.Meth.B69. 84-88 (1992)
• [Publications] N.Sakamoto: "Stopping Powers of Metallic Elements for High Energy Ions" Radiat.Eff.Def.Solids. 117. 193-195 (1991)
• [Publications] N.Shiomi-Tsuda: "Stopping Powers of Al,Ti,Cu,Zr,Rh,Ag,Ta and Au for 26 MeV Alpha Particles and Z^3_1 Correction" Radiat.Eff.Def.Solids. 117. 185-192 (1991)
• [Publications] 藤本文 範他: "イオンビーム工学入門" 内田老鶴圃 (出版予定), (1994)