| 研究概要 |
本研究の目標は、固体酸素に注入された^<57>Fe(←^<57>Mn)原子の電子状態を「インビーム・メスバウアー分光法」によりon-line観測し、異常酸化状態の鉄化学種を検出することにある。レーザー・アブレーションによって生成した高励起状態のFe原子と0_2分子の気相反応によって得られるFe_xO_y化学種と対比し、高励起状態を経由する化学反応に関する系統的な知見を得るとともに、Fe原子が感ずる固体酸素の磁気的性質についての議論したい。
平成15年度では、インビーム・メスバウアー分光法で用いる平行平板電子雪崩型検出器(PPAC)の高度化と、固体酸素試料の作製とその評価方法の確立に主眼をおいた。
1.PPACの高度化
インビーム実験は限られた測定時間内でいかに効率良くかつ質の高いスペクトルが得られるかが重要であり,作製したPPACの性能が実験の成功を左右する。密封線源を用いたオフライン測定でPPACのS/N(signal-to-noise比)および計数率に及ぼす電圧,カウンターガスの種類,その圧力と流量の影響を評価した。ガス種依存性の検討では、パーフロロプロパンを用いるとS/N比が約20倍と従来にない最良の結果が得られた。
2.PPACの応用実験
作製したPPACを原研JRR3Mビームポートに持ち込み、中性子インビーム実験で応用した。この種の実験では、高エネルギーγ線による検出器内部で散乱電子が発生し、低エネルギーメスバウアーγ線測定を妨害するので、検出器内部を薄く樹脂コーティングした。中性子束密度が小さい熱中性子を利用した測定で、冷中性子を使った以前の研究に比べS/N比が約2倍のスペクトルを得ることができた。
3.固体酸素作製
真空中で低温に保持した銅基板上に高純度酸素ガスを吹き付け、固体酸素を作製した。均一の厚さで凝集した試料とするために、融点近傍まで昇温アニールし、再度低温にしてこれを試料とした。
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