| 研究課題/領域番号 |
18H03692
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
上野 秀樹 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (50281118)
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| 研究分担者 |
山本 文子 芝浦工業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50398898)
佐藤 渉 金沢大学, 物質化学系, 教授 (90333319)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 小型量子ビーム発生技術 / 原子核（実験） / 磁気共鳴 / 加速器 / その他の量子ビーム |
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| 研究実績の概要 |
本研究では高核スピン偏極RI ビームの実現と物質科学研究への応用に向け、RI ビーム用原子線共鳴装置のプロトタイプを開発すると共に、適切な NMRプローブが存在しない酸素に着目した高偏極酸素プローブによるβ線検出型超高感度 NMR (β-NMR) 測定を通じた原理実証を行う。前者では全体の詳細な仕様設計、開発に必要となる機器導入、及び開発環境の整備が進められている段階で、現在ミュレーションコードを用い、イオントラップの大きさやセグメント数、軸方向振動電場の周波数などの最適化を進め詳細仕様の設計を進めている。後者では核の諸性質から酸素RIプローブとして利用が期待できるO-21の核磁気モーメント測定に成功し、現在論文を執筆中である（当該実験で1名が博士号を取得した）。更に核電気四重極モーメントの測定にも着手しており理研RIBF及び放医研のHIMAC加速器施設を利用した実験を展開中である。偏極RIビームを用いた物質科学研究の展開に関しては、物質中にRIイオン注入されたNeという天然に存在しない系に対応するβ-NMR実験を実施しそのデータ解析を行っている。ここではNeが受ける電場勾配の値を決定することができており、現在比較検討のため理論計算を行っている。また、関連して実施されたS-41 RI のβ-γ核分光測定の解析結果もまとまり、現在論文投稿中である。当該年度は装置開発に関し、低温でのβ-NMR測定に向けたクライオスタットの導入を行い現在試料冷却部の開発が進んでいる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
RI原子線共鳴装置の開発では、シミュレーションコードを用いたによる軸方向振動電場の周波数などの最適化を中心に原理実証に向けた装置開発を進めているが、システムの構築自体はやや遅れ気味である。そこで、まずは核反応を利用した偏極RIビーム生成法を応用したNMR核分光法による物質科学研究の利用展開を先行させている。偏極RIの物性研究利用を視野に入れた実験環境の構築のために、極低温まで試料の冷却が可能なクライオスタットを選定・導入した。これによって、ターボ分子ポンプの更新と併せて、低温下での物性測定が可能な環境が整いつつある。上述の通り当該年度はRIプローブとなる酸素の磁気モーメント測定や関連核分光研究で成果がまとまっており順調に進んでいる。HIMACでの実験が成功すれば核四重極モーメントの値も決定できるので、いよいよ物性実験に着手できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究で RI プローブとして用いる 21O の磁気モーメント測定に成功しているので、まずは論文報告を行う。関連研究である偏極RIビームの利用研究では、物質中に埋め込まれたNe同位体の電場勾配の理論計算を進め成果をとりまとめて報告する。2018年度には核整列RIビームを用いた国際共同研究をRIBFで実施したので、その解析を進めると共に引き続き実験研究を推進する。装置開発 R&D 研究では、RI 原子線共鳴装置の中核を成す RI イオントラップのプロトタイプの開発を引き続き進めると共に、 試料の低温冷却システムの開発も更に進め、低温でのβ-NMR実験のR&Dを行う。また、関連実験を理研RIBF 及び 放医研HIMAC で実施する。
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