1998 Fiscal Year Annual Research Report

新核四重極共鳴法(非対称β崩壊指標)の実用化

Research Project

Project/Area Number	08554005
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	南園忠則大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20028210)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	三原基嗣大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60294154) 福田光順大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50218939) 松多健策大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50181722) 野尻洋一高知工科大学, 工学部, 教授 (90028233)
Keywords	ベータNMR法 / 核四重極共鳴法 / 電気四重極モーメント / 四重極結合定数 / 結晶内電場勾配 / 核スピン偏極 / 短寿命ベータ放射性核 / ベータ線角度分布
Research Abstract	スピン偏極した短寿命核からの非対称ベータ崩壊を利用する核磁気共鳴(β-NMR)法に多重高周波磁場印加による核スピンの人工的操作を導入し新核四重極共鳴法(非対称β崩壊指標)を実用化した。 1) 高エネルギー入射核破砕過程に反跳核選別を組み合わせ、偏極した不安定核ビームを生成する最適条件を、^<8,12>B,^9C,^<12,16>N,^<13>O,^<20,21>F,^<23>Mg,^<27>Si,^<39>Caについて系統的に探った。また、低エネルギー核反応による核スピン偏極法の確立のため、^<20>F,^<19>O,^8Li,^<16>Nの核偏極の反応角やエネルギー依存性を測定し反応機構を解明した。 2) 核四重極相互作用の下では、NMRの共鳴線は核スピンの2倍の本数に分離し観測される効果が急激に減少する。これらの共鳴線に同時に高周波磁場を印加し、効率を上る核四重極共鳴法に速い断熱通過(AFP)の方法を導入し、核スピンの人工的操作法開発に成功た。これにより核スピンの完全反転を実現し、任意の核スピン操作が可能になった。この実現のため、強い高周波磁場を印加する必要から、真空コンデンサーのスイッチングによる高速同調システムを開発した。この方法を、核スピンI=1の^<12>B,I=3/2の^<13>O,^<23>Mg,^<39>Ca,I=2の^8B,^<16>N,I=5/2.の^<19>O,^<21>F,^<27>Si,I=7/2,の^<41>Scに適用し、これらの核の四重極モーメントを決定し、TiO_2,MgF_2等の結晶中の電場勾配決定を行った。 3〉このために必要なAl_2O_3,CaCO_3やTiO_2等の結晶内電場勾配の理論的予言のため、KKR法を用いた第一原理による電子バンド計算を行った。 4) この方法をさらに発展させ、これまでに低核スピンで確立している核スピン偏極と整列の間の相互変換をスピンの大きな核に適用することに成功した。即ち、^8B,^<20>F,^<41>Scの核スピン整列生成に成功し、ベータ線の角度分布の整列相関項を観測した。

Research Products

(24 results)

All Other

All Publications (24 results)

[Publications] 松多健策他: "Electromagnetic Moments of Short Lived β Emitters ^<21>F,^<23>Mg,^<27>Si and ^<39>Ca" Hyperfine Interactions発表予定. (1999)
[Publications] 佐藤和則他: "Quadrupole Moments of Short-Lived β-Emitters ^<13,19>O and ^<21>F" Nuclear Physics発表予定. (1999)
[Publications] 佐藤和則他: "Hyperfine Interactions of ^<19>O in TiO_2 and Quadrupole Moments of ^<13,19>O" Hyperfine Interactions発表予定. (1999)
[Publications] 佐藤和則他: "FT-NMR Detection of ^<45,49>Ti and ^<93>Nb in TiO_2 Single Crystal" Z.Naturforsh.53a. 549-551 (1998)
[Publications] 南園忠則他: "Quadrupole Moment of the Proton Rich β-Emitting Nucleus ^<12>N" Physics Letters. B420. 31-36 (1998)
[Publications] 南園忠則他: "Electric Quadrupole Interactions of Short-Lived β-Emitter ^<12>N in Insulator Crystals(^<12>N Implanted in Sigle Crysatl TiO_2)" Z.Naturforsh.53a. 293-300 (1998)
[Publications] 佐藤和則他: "ap initio Calculations of Electric Field Gradients For Transition Metal Impurities in TiO_2" Z.Naturforsh.53a. 396-403 (1998)
[Publications] 南園忠則他: "Interdisciplinary Regions of Nuclear Physics Studied by Use of Spin-Plarized Short-Lived Nuclei" Nulcear Instrument and Methods in Physics Research. A402. 218-223 (1998)
[Publications] 松多健策他: "Creation of Spin Polarizatio in Unstable Nuclei and Correlation-Type Experiments" Nulcear Instrument and Methods in Physics Research. A402. 229-235 (1998)
[Publications] 南園忠則他: "New Limit of the G-Parity Irregular Weak Nucleon Current Disclosed in β-Ray Angular Distributions from Spin Aligned ^<12>B and ^<12>N" Physical Review Letters. 80. 4132-4135 (1998)
[Publications] 大西崇他: "Separation of Projectile Fragments through Range Analysis and Nuclear Moments of ^<21>F" Proc.Int.Symp.on Non-Nucleonic Degrees of Freedom Detected in Nuclei. 393-396 (1997)
[Publications] 丸山由紀子他: "Hyperfine Interactions of β-Emitter ^<12>N in TiO_2" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 31-35 (1997)
[Publications] 佐藤和則他: "Ab Initio Calculations of the Internal Fields in Metallic and Non-Metallic Crystals" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 36-40 (1997)
[Publications] 南園忠則他: "Ineterdisciplinary Regions of Nuclear Physics Studied by Use of Spin Polarized Short-Lived Nuclei" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 299-304 (1997)
[Publications] 山口貴之他: "Giant Mesonic Effect in the Time Component of Weak Axial Vector Current in A=12 β-Decay" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 205-309 (1997)
[Publications] 南園啓他: "New Upper Limit of Second Class Weak Nucleon Current" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 310-314 (1997)
[Publications] 大西崇他: "Electric Quadrupole Moments of β-Emitter ^<21>F and ^<23>Mg" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 318-321 (1997)
[Publications] 谷垣実他: "Quadrupole Moment of ^<13>O" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 322-325 (1997)
[Publications] 佐藤和則他: "FT-NMR of ^<93>Nb in TiO_2 Single Crystal" 放射線及び原子核をプローブとした物性研究専門研究会報告. 61-65 (1997)
[Publications] 丸山由紀子他: "Hyperfine Intercations of β-Emitter ^2N in TiO_2" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 33-35 (1997)
[Publications] 河忠久他: "Sign of the Quadrupole Moment of ^8B" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 42-44 (1997)
[Publications] 佐藤和則他: "KKR Calculation of the EFG of Metal Impurities in TiO_2" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 53-55 (1997)
[Publications] 谷垣実他: "Electric Field Gradient at O site in TiO_2 and the Quadrupole Moment of ^<13>O" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 59-61 (1997)
[Publications] 松多健策他: "Electromagnetic Moments of Short-Lived β emitter ^<21>F" 放医研HIMAC報告書. 209-210 (1997)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

新核四重極共鳴法(非対称β崩壊指標)の実用化

Principal Investigator

南園 忠則 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20028210)

Research Products

[Publications] 松多健策 他: "Electromagnetic Moments of Short Lived β Emitters ^<21>F,^<23>Mg,^<27>Si and ^<39>Ca" Hyperfine Interactions発表予定. (1999)

[Publications] 佐藤和則 他: "Quadrupole Moments of Short-Lived β-Emitters ^<13,19>O and ^<21>F" Nuclear Physics発表予定. (1999)

[Publications] 佐藤和則 他: "Hyperfine Interactions of ^<19>O in TiO_2 and Quadrupole Moments of ^<13,19>O" Hyperfine Interactions発表予定. (1999)

[Publications] 佐藤和則 他: "FT-NMR Detection of ^<45,49>Ti and ^<93>Nb in TiO_2 Single Crystal" Z.Naturforsh.53a. 549-551 (1998)

[Publications] 南園忠則 他: "Quadrupole Moment of the Proton Rich β-Emitting Nucleus ^<12>N" Physics Letters. B420. 31-36 (1998)

[Publications] 南園忠則 他: "Electric Quadrupole Interactions of Short-Lived β-Emitter ^<12>N in Insulator Crystals(^<12>N Implanted in Sigle Crysatl TiO_2)" Z.Naturforsh.53a. 293-300 (1998)

[Publications] 佐藤和則 他: "ap initio Calculations of Electric Field Gradients For Transition Metal Impurities in TiO_2" Z.Naturforsh.53a. 396-403 (1998)

[Publications] 南園忠則 他: "Interdisciplinary Regions of Nuclear Physics Studied by Use of Spin-Plarized Short-Lived Nuclei" Nulcear Instrument and Methods in Physics Research. A402. 218-223 (1998)

[Publications] 松多健策 他: "Creation of Spin Polarizatio in Unstable Nuclei and Correlation-Type Experiments" Nulcear Instrument and Methods in Physics Research. A402. 229-235 (1998)

[Publications] 南園忠則 他: "New Limit of the G-Parity Irregular Weak Nucleon Current Disclosed in β-Ray Angular Distributions from Spin Aligned ^<12>B and ^<12>N" Physical Review Letters. 80. 4132-4135 (1998)

[Publications] 大西崇 他: "Separation of Projectile Fragments through Range Analysis and Nuclear Moments of ^<21>F" Proc.Int.Symp.on Non-Nucleonic Degrees of Freedom Detected in Nuclei. 393-396 (1997)

[Publications] 丸山由紀子 他: "Hyperfine Interactions of β-Emitter ^<12>N in TiO_2" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 31-35 (1997)

[Publications] 佐藤和則 他: "Ab Initio Calculations of the Internal Fields in Metallic and Non-Metallic Crystals" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 36-40 (1997)

[Publications] 南園忠則 他: "Ineterdisciplinary Regions of Nuclear Physics Studied by Use of Spin Polarized Short-Lived Nuclei" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 299-304 (1997)

[Publications] 山口貴之 他: "Giant Mesonic Effect in the Time Component of Weak Axial Vector Current in A=12 β-Decay" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 205-309 (1997)

[Publications] 南園啓 他: "New Upper Limit of Second Class Weak Nucleon Current" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 310-314 (1997)

[Publications] 大西崇 他: "Electric Quadrupole Moments of β-Emitter ^<21>F and ^<23>Mg" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 318-321 (1997)

[Publications] 谷垣実 他: "Quadrupole Moment of ^<13>O" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 322-325 (1997)

[Publications] 佐藤和則 他: "FT-NMR of ^<93>Nb in TiO_2 Single Crystal" 放射線及び原子核をプローブとした物性研究専門研究会報告. 61-65 (1997)

[Publications] 丸山由紀子 他: "Hyperfine Intercations of β-Emitter ^2N in TiO_2" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 33-35 (1997)

[Publications] 河忠久 他: "Sign of the Quadrupole Moment of ^8B" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 42-44 (1997)

[Publications] 佐藤和則 他: "KKR Calculation of the EFG of Metal Impurities in TiO_2" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 53-55 (1997)

[Publications] 谷垣実 他: "Electric Field Gradient at O site in TiO_2 and the Quadrupole Moment of ^<13>O" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 59-61 (1997)

[Publications] 松多健策 他: "Electromagnetic Moments of Short-Lived β emitter ^<21>F" 放医研HIMAC報告書. 209-210 (1997)

南園忠則大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20028210)

[Publications] 松多健策他: "Electromagnetic Moments of Short Lived β Emitters ^<21>F,^<23>Mg,^<27>Si and ^<39>Ca" Hyperfine Interactions発表予定. (1999)

[Publications] 佐藤和則他: "Quadrupole Moments of Short-Lived β-Emitters ^<13,19>O and ^<21>F" Nuclear Physics発表予定. (1999)

[Publications] 佐藤和則他: "Hyperfine Interactions of ^<19>O in TiO_2 and Quadrupole Moments of ^<13,19>O" Hyperfine Interactions発表予定. (1999)

[Publications] 佐藤和則他: "FT-NMR Detection of ^<45,49>Ti and ^<93>Nb in TiO_2 Single Crystal" Z.Naturforsh.53a. 549-551 (1998)

[Publications] 南園忠則他: "Quadrupole Moment of the Proton Rich β-Emitting Nucleus ^<12>N" Physics Letters. B420. 31-36 (1998)

[Publications] 南園忠則他: "Electric Quadrupole Interactions of Short-Lived β-Emitter ^<12>N in Insulator Crystals(^<12>N Implanted in Sigle Crysatl TiO_2)" Z.Naturforsh.53a. 293-300 (1998)

[Publications] 佐藤和則他: "ap initio Calculations of Electric Field Gradients For Transition Metal Impurities in TiO_2" Z.Naturforsh.53a. 396-403 (1998)

[Publications] 南園忠則他: "Interdisciplinary Regions of Nuclear Physics Studied by Use of Spin-Plarized Short-Lived Nuclei" Nulcear Instrument and Methods in Physics Research. A402. 218-223 (1998)

[Publications] 松多健策他: "Creation of Spin Polarizatio in Unstable Nuclei and Correlation-Type Experiments" Nulcear Instrument and Methods in Physics Research. A402. 229-235 (1998)

[Publications] 南園忠則他: "New Limit of the G-Parity Irregular Weak Nucleon Current Disclosed in β-Ray Angular Distributions from Spin Aligned ^<12>B and ^<12>N" Physical Review Letters. 80. 4132-4135 (1998)

[Publications] 大西崇他: "Separation of Projectile Fragments through Range Analysis and Nuclear Moments of ^<21>F" Proc.Int.Symp.on Non-Nucleonic Degrees of Freedom Detected in Nuclei. 393-396 (1997)

[Publications] 丸山由紀子他: "Hyperfine Interactions of β-Emitter ^<12>N in TiO_2" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 31-35 (1997)

[Publications] 佐藤和則他: "Ab Initio Calculations of the Internal Fields in Metallic and Non-Metallic Crystals" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 36-40 (1997)

[Publications] 南園忠則他: "Ineterdisciplinary Regions of Nuclear Physics Studied by Use of Spin Polarized Short-Lived Nuclei" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 299-304 (1997)

[Publications] 山口貴之他: "Giant Mesonic Effect in the Time Component of Weak Axial Vector Current in A=12 β-Decay" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 205-309 (1997)

[Publications] 南園啓他: "New Upper Limit of Second Class Weak Nucleon Current" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 310-314 (1997)

[Publications] 大西崇他: "Electric Quadrupole Moments of β-Emitter ^<21>F and ^<23>Mg" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 318-321 (1997)

[Publications] 谷垣実他: "Quadrupole Moment of ^<13>O" 短寿命核ビームの科学'96 KEK Proceedings 97-10. 322-325 (1997)

[Publications] 佐藤和則他: "FT-NMR of ^<93>Nb in TiO_2 Single Crystal" 放射線及び原子核をプローブとした物性研究専門研究会報告. 61-65 (1997)

[Publications] 丸山由紀子他: "Hyperfine Intercations of β-Emitter ^2N in TiO_2" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 33-35 (1997)

[Publications] 河忠久他: "Sign of the Quadrupole Moment of ^8B" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 42-44 (1997)

[Publications] 佐藤和則他: "KKR Calculation of the EFG of Metal Impurities in TiO_2" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 53-55 (1997)

[Publications] 谷垣実他: "Electric Field Gradient at O site in TiO_2 and the Quadrupole Moment of ^<13>O" 大阪大学理学部原子核実験施設アニュアルレポート1996. 59-61 (1997)

[Publications] 松多健策他: "Electromagnetic Moments of Short-Lived β emitter ^<21>F" 放医研HIMAC報告書. 209-210 (1997)