高速放射性イオンによる物質科学の研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05243105
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 永井 泰樹 東京工業大学, 理学部, 教授 (80028240)
• 研究分担者: 南園 忠則 大阪大学, 理学部, 教授 (20028210) ; 松木 征史 京都大学, 化学研究所, 助教授 (50037941) ; 花田 黎門 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (00005935) ; 小牧 研一郎 東京大学, 教養学部, 教授 (40012447) ; 片山 一郎 東京大学, 原子核研究所, 教授 (30028237)
• キーワード: 短寿命核ビーム / 高速放射性イオン / スピン偏極 / 超微細相互作用 / イオントラップ

研究概要

核スピン偏極法の開発では、重標的核の重イオン破砕反応では、収量最大の運動量領域で偏極度が0だが、質量数100程度では収量と偏極度が共に最大値をとる事が分かった。高エネルギーの500Mev/u領域では大きなスピン整列が得られ、その整列度は100Mev/u領域で確認された模型と一致する事が分かった。入射エネルギーの増大は、原子番号の大きいプローブの開拓、厚い標的使用による生成収率の増大等の点で有効。以上より未知核^<14>B, ^<15>B, ^<17>N, ^<21>Fの磁気能率及び^<14>B, ^<15>Bの電気四重極能率を測定。また結晶中の偏極法として、化合物半導体InPについて動的自己核偏極を開発し、最大^<114>Inで14%又^<115>Inで25%もの核偏極度を得た。これは通常の熱平衡状態での核偏極度に較べ極めて大きい。^<115>Inの偏極測定では、レーザー照射による核偏極生成の時間(緩和時間)、レーザー照射無しの暗黒状態での緩和時間も測定した。極微量短寿命核イオン関係では、イオンガイドからの低エネルギー連続イオンビームの線形トラップへの蓄積捕獲及びレーザー冷却による数個のイオンの結晶化とそれによる質量分光に成功した。また物質科学への応用としては、結晶内に植え込まれた^8Li, ^9C, ^<13>O, ^<23>Mgの磁気能率、ナイトシフト、電気四重極相互作用の研究を行った。そして強磁性金属中の不安定核Ce位置での超微細磁場を決定した。東北大学RIセンターのISOLを使用し^<111>InをSi及びFe試料にイオン注入しPACのスペクトルを測定。また、不純物原子の静的及び動的濃度分布を精度良く決めるために、2γの同時計測により陽電子の崩壊位置を決めるシステムに向上し計画どおりの位置分解能3.50mmを得た。

研究成果

• [文献書誌] N.Kakutani: "Potential Sputtering of Protons from a Surface under Slow Highly Charged Ion Bombardments" Jpn. J. Appl. Phys.34. L580-583 (1995)
• [文献書誌] N.Kakutani: "Strong Charge State Dependence of H^<q+> and H_<【reverse curved arrow】>^+ Sputtering Induced by Slow Highly Charg Ions" Nucl. Insturm. & Meth.B96. 541-544 (1995)
• [文献書誌] T.Azuma: "RECC Measurements for Heavy IonImpact on Foil Targets at RelativisticEnergies" Atomic Collision Researc in Japan. 21. 38-40 (1995)
• [文献書誌] R.Hanada: "Perturbed Angular Correlation Study of Impurities Interactions in Si" Materials Science Forum, Proc. Int. Conf. Defects in Semiconductors.(in press).
• [文献書誌] R.Hanada: "TDS and RBS Studies of Ar Implanted to Si" Material Science Form, Proc. Int. Conf. Defects in Semiconductors.(in press).
• [文献書誌] R.Hanada: "PAC Spectroscopy of Quenched Cadmium. A Detailed Annealing Study" Hyperfine Interactions, Proc. of Int. Conf. Hyp. Int. Leuven 1995. (in press).
• [文献書誌] I.Katayama: "Ion Trapping of Unstable Nuclei for High Precision Spectroscopy" Proc. of 2nd RIKEN/INFN Joint Symposium. (in press).
• [文献書誌] M.Wada: "Nuclear Laser Spectroscopy withOn-line Ion Traps" Hyperfine Interactions, Proc. of Int. Symp. on Exotic Atoms and Nuclei. (in press).
• [文献書誌] H.Okuno: "Measurement of the magnetic moments of ^<14>B and ^<15>B using fragment spin polarization" Phys. Lett.B354. 41 (1995)
• [文献書誌] K.Asahi: "Electromagnetic moments of unstable nuclei studied with polarized projectile fragments" Nucl. Phys.A588. 135C-140c (1995)
• [文献書誌] 旭 耕一郎: "スピン偏極した不安定核ビームとその応用" 日本物理学会誌. 50. 791-798 (1995)
• [文献書誌] H.Izumi: "Measurement of electric quadrupole moments of neutron-rich nuclei ^<14>B and ^<15>B" Hyperfine Int.(accepted).
• [文献書誌] H.Ueno: "Magnetic moments of ^<17>N and ^<17>B" Hyperfine Int.(accepted).
• [文献書誌] H.Izumi: "Electric quadrupole moments of neutron-rich nuclei ^<14>B and ^<15>B" Phys. Lett. B,. (accepted).
• [文献書誌] S.Nasu: "High Pressure Mossbauer Spectroscopy with Nuclear Forward Scattering of Synchrotron Radiation" High Pressure Research. 13. 1-8 (1995)