| 研究課題/領域番号 |
19K05250
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
北尾 真司 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00314295)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 核共鳴散乱 / メスバウアー分光 / 高速時間分析 / 高速エネルギー分析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、近年、急速に実験技術が進展している放射光メスバウアー吸収分光法において、これまで、ほとんど活用されていなかった、検出器信号の時間情報とエネルギー情報を積極的に活用して、多様な応用実験を可能にする測定系を構築することを目指すものである。本研究においては、高時間分解能のアバランシュフォトダイオード（APD）検出器を用いるが、高い時間分解能を維持したままで、シグナルのエネルギーを同時に測定する必要があり、それを実現するために、波高時間変換器(ATC)によりエネルギー情報を時間情報に変換して、マルチチャンネルスケーラ(MCS)を用いてシグナルを検出するごとに測定時間情報として記録する手法を構築する。この測定系では、測定データを蓄積した後で、任意の時間領域およびエネルギー領域を選別してメスバウアースペクトルを再構築することができるため、さまざま応用実験に展開できることが期待できる。本年度は、この測定系を用いて、エネルギー弁別により深さ分析の測定が可能であることを実証するため、深さにより化合物の異なるモデル物質を用いて、Eu-151のガンマ線と蛍光X線を区別して測定することで、異なる情報が得られることを確かめる実験を行った。さらに、実際的な応用実験を行う上では、測定系の最適化により測定を効率的に実施することが必要であるため、エネルギーの校正や測定系最適化のための基礎データを収集し、任意の時間領域およびエネルギー領域でスペクトルが再構築できる実証実験を実施した。
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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
本年度までの研究で、APD素子からの信号を、ATCおよびMCSを用いて記録することで、時間情報とエネルギー情報のデータを同時に蓄積して、メスバウアースペクトルを再構築できることが実証できた。また、測定後に任意のエネルギー領域を弁別することで、深さ分析メスバウアー分光などの新しい応用実験を可能にすることが実証できた。2020年度はコロナの感染拡大の影響が依然として収束していない関係上、予定している実験の延期や、実験参加者の制限など、実験の進展に対しては多少の妨げとなっているものの、実験目的の遂行においては、比較的順調に進展しているといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度までに、研究対象としてはモデル物質を用いて、時間およびエネルギー分析したメスバウアー分光が可能であることの実証実験を行ってきた。今後、さらに研究を進展させるためには、モデル物質だけではなく、さまざまな応用研究のための実用的な試料を用いた実験を行う必要があり、そのためには、実験効率を向上させることが必要である。本研究では、APD素子を並べて多素子化した検出器を作成し、検出効率を向上させることを予定しており、そのためには測定回路系をそれぞれの素子ごとに多チャンネル化する必要がある。また、蓄積するデータ量も増大することから、効率的な解析手法を確立する必要があり、次年度の研究において、これらの手法の推進を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
昨年度および本年度において、コロナ感染拡大の影響により、実験の予定の延期や、実験参加メンバーの移動制限などがあり、予定されていた実験の費用が先送りになっている。また、参加予定の学会の中止や延期、また学会が現地開催からオンライン開催に変更になった関係上、学会参加費や旅費についても、計画が変更になった。次年度において、実験を継続して遂行することになっているため、今年度までに予定されていた費用は、次年度の実験のための費用として使用する。また学会における成果発表についても、次年度の学会の参加にて使用する。
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