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2013 年度 実績報告書

イオン・陽電子同時照射系を用いるトランジェント陽電子計測法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 24310080
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

木野村 淳  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 上級主任研究員 (90225011)

研究分担者 大島 永康  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (00391889)
OROURKE Brian  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60586551)
鈴木 良一  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 首席研究員 (80357300)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード陽電子 / イオン照射 / 照射損傷 / その場分析
研究概要

陽電子ビーム制御技術として、これまでに設計を行ったインダクションバンチャーによる陽電子パルス制御装置による実験を行った。陽電子発生部と陽電子パルス化電極の間に挿入したインダクションバンチャーシステムに対し、計算により求めた高周波変調波形とバイアス電圧を印加し、試料上に到達する陽電子の時間構造を調べた。連続的な陽電子ビームを入射した場合に、パルス化電圧振幅10Vとした時に、半値幅約50nsまで陽電子を圧縮することができた。この結果からインダクションバンチャーに印加する波形を最適化することで、陽電子の時間構造を制御できる事を示した。
また照射誘起欠陥計測技術として、純Niと溶融石英試料に対して、温度を変えて複合ビーム照射を行い、様々な測定条件で陽電子寿命スペクトルの変化を調べた。純Ni試料に対しては、試料温度500℃とした場合、表面からの陽電子の再放出が顕著になり、試料周辺の電極構造を最適化すると、独立した再放出ピークの観測が可能になった。再放出ピーク強度はイオン照射で表面に欠陥が導入されることにより縮小するが、ビーム照射中だけ強度が低下し、照射後に回復する現象が見られ、照射中のトランジェントな欠陥が評価できる事が示された。一方、石英試料に対しては、ポジトロニウム形成に起因したnsオーダーの比較的長い陽電子寿命成分に着目してイオン照射を行なった。室温から400℃まで温度を変えながらイオン照射すると、欠陥の蓄積速度は照射温度に大きく依存する様子が、1回の実験からでも観測でき、その場測定の有用性を示した。

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

インダクションバンチャーの実験で陽電子の時間構造制御に関する成果が得られた事、純Ni試料の照射において、トランジェントな欠陥変化の観測に成功したことなど当初の計画に沿った結果が得られている。

今後の研究の推進方策

陽電子ビーム制御技術として、陽電子蓄積用ストレージセクションとインダクションバンチャーをそれぞれ使って、陽電子の時間構造制御がどの範囲まで可能か評価する。複合ビーム分析装置を用いた照射実験では、陽電子再放出に影響を与えているトランジェントな欠陥の同定と時定数の評価、純Feや石英におけるトランジェントな欠陥変化の観測を進めていく予定である。

次年度の研究費の使用計画

平成25年度購入した主要物品(イオンガン)とそれに伴う消耗品が予定していたよりも低い価格で購入ができたことが理由の一つであるが、前年度からの繰り越しにより、支出に余裕が出たことも影響している。
人件費や旅費については、前年度までと同様に使用するが、他の予算については、最終年の研究計画を達成するために、実験や装置の調整に必要な消耗品費や役務費に使用する予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて その他

すべて 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [学会発表] パルスイオンビーム照射に同期した照射損傷のその場陽電子寿命測定

    • 著者名/発表者名
      木野村淳、鈴木良一、大島永康、Brian E. O'Rourke、西島俊二、小川博嗣
    • 学会等名
      第50回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 発表場所
      東京大学弥生講堂(東京都)
  • [学会発表] Positron lifetime spectroscopy of radiation damage by synchronized ion and slow-positron irradiation

    • 著者名/発表者名
      A. Kinomura, R. Suzuki, T. Ohdaira, N. Oshima, Brian E. O'Rourke, T. Nishijima, H. Ogawa and H. Tsuchida
    • 学会等名
      13th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques and Applications(SLOPOS13)
    • 発表場所
      ミュンヘン工科大学(ミュンヘン、ドイツ)
  • [学会発表] Thermal stability of radiation defects in fused quartz under ion irradiation studied by real-time observations of positron lifetime spectra

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuchida, A. Kinomura, H. Tsutsumi, R. Suzuki and A. Ito
    • 学会等名
      13th International Workshop on Slow Positron Beam Techniques and Applications(SLOPOS13)
    • 発表場所
      ミュンヘン工科大学(ミュンヘン、ドイツ)
  • [学会発表] 陽電子再放出に着目したイオン・陽電子複合ビームによるその場分析

    • 著者名/発表者名
      木野村淳、鈴木良一、大島永康、Brian E. O'Rourke、西島俊二、小川博嗣、土田秀次
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所専門研究会「陽電子科学とその理工学への応用」
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
  • [学会発表] 陽電子計測で得た金属中のイオン照射損傷分布と計算及びTEM観察との比較

    • 著者名/発表者名
      木野村淳、鈴木良一、小林慶規、義家敏正、徐虫L、佐藤紘一
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所ワークショップ「材料照射効果と応用」
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所(大阪府熊取町)
  • [学会発表] イオン・陽電子複合ビーム分析装置の開発と照射損傷その場分析

    • 著者名/発表者名
      木野村淳、鈴木良一、大島永康、Brian E. O'Rourke、西島俊二、小川博嗣、土田秀次
    • 学会等名
      第14回「イオンビームによる表面・界面解析」特別研究会
    • 発表場所
      神奈川大学横浜キャンパス(横浜市)
    • 招待講演
  • [学会発表] Dual beam analysis system for in-situ positron annihilation spectroscopy of ion-irradiation induced defects

    • 著者名/発表者名
      A. Kinomura, R. Suzuki, N. Oshima, Brian E. O'Rourke, T. Nishijima, H. Ogawa and H. Tsuchida
    • 学会等名
      Japan-China Joint Workshop on Positron Science
    • 発表場所
      産業技術総合研究所つくばセンター(つくば市)
    • 招待講演
  • [学会発表] イオン陽電子複合ビーム照射における照射タイミングと陽電子寿命スペクトルの変化

    • 著者名/発表者名
      木野村淳、鈴木良一、大島永康、Brian E. O'Rourke、西島俊二、小川博嗣、土田秀次
    • 学会等名
      日本金属学会2014年春期講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都)

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公開日: 2015-05-28  

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