超短パルスガンマ線を用いた陽電子寿命運動量相関測定法の開発と利用研究の推進

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H03740
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分80040:量子ビーム科学関連
• 研究機関: 分子科学研究所
• 研究代表者: 平 義隆 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 准教授 (60635803)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ガンマ線 / トムソン散乱 / コンプトン散乱 / 陽電子消滅

研究成果の概要

本研究では、研究代表者が放射光施設UVSORにおいて独自に開発した超短パルスガンマ線を用いて陽電子寿命運動量相関測定法(GiAMOC)の開発を行った。超短パルスガンマ線の最大エネルギーは6.6 MeV、パルス幅は5 psである。従来の陽電子寿命運動量相関測定法は、アナログモジュールを用いた複雑な測定システムであったが、本研究ではデジタルオシロスコープを用いた簡便な測定システムを構築することに成功した。複数の試料を測定し、消滅ガンマ線のエネルギー広がりが時間と共に変化する事が明瞭に測定され、GiAMOCの有用性を実証することができた。

自由記述の分野

量子ビーム科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

陽電子消滅測定法は、結晶を構成する原子の一部が存在しない単原子空孔型欠陥や高分子中のsub-nm～数nm程度の微小空隙の測定を行える強力な手法である。本研究では、陽電子消滅測定法の一つであるGiAMOCの開発を行った。GiAMOCを用いることで、これまで困難であった厚さ数cmのバルク試料の測定や高温高圧など特殊環境下の試料の測定を行う事ができるようになる。