超流動ヘリウムを用いた低エネルギースピン偏極不安定核ビームの生成

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640286
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 清水 俊 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (60294146)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 出水 秀明 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50294153) ; 下田 正 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70135656)
• Keywords: 超流動ヘリウム / 不安定原子核 / スピン偏極

Research Abstract

本研究は入射核破砕反応で生成された不安定原子核を、超流動ヘリウム中に打ち込みかつ取り出すことで、エネルギーの揃った低エミッタンスなスピン偏極ビームを生成することを目標としている。これまでに大阪大学核物理研究センターにおいて、高エネルギー不安定核ビームを用いて、超流動ヘリウム中の不純物イオンがどのように振舞うかを調べてきた。ここからさらに発展させ、低エネルギー偏極ビームを作り出すアイデアに至った。
今年度の実績としては、(1)スピン偏極装置を完成させたこと、(2)偏極装置を完全にコンピュータによってコントロール出来たこと、の2点が挙げられる。(1)においては、^3He、^<13>C、^<14>N、^<15>Nの4種類の安定核を約5%偏極させることに成功した。(2)では、レーザー系、光学系、偏極反転系、モニター系、等をコンピュータで監視し、スピンをコントロールしている。将来における実際の実験では、放射線の関係から人間が装置付近に近付くことが出来ないため、コンピュータコントロールは必須である。今後は、超流動ヘリウムからイオンを取り出し、偏極装置に導く部分を設計製作していく予定である。
イオンの取り出しは、ヘリウムイオンを取り出すことから始める必要がある。装置の最適化をはかるには、不安定核を用いることは望ましくない。超流動ヘリウムにクライオスタットの外からガンマ線を照射しヘリウムをイオン化すれば、簡単に超流動ヘリウム中にイオンを生成することが出来る。これを真空中に取り出すことが出来れば、任意の原子核イオンをヘリウムの外に取り出せることになり、本研究の目的が達成されたことになる。