重イオン衝突による高電離2次イオンの発生とその応用研究

1988 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 61540284
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理学一般
• 研究機関: 理化学研究所
• 研究代表者: 戸沼 正雄 理化学研究所, リニアック研究室, 研究員 (90087396)
• 研究分担者: 渡部 力 理化学研究事, 原子過程研究室, 主任研究員 (40010714) ; 裴 碩喜 理化学研究所, サイクロトロン研究室, 研究員 (30125231) ; 松尾 崇 理化学研究所, 原子過程研究室, 嘱託 (00165771) ; 熊谷 秀和 理化学研究所, リニアック研究室, 技師 (80142107) ; 俵 博之 名古屋大学, プラズマ研究所・情報センター, 助教授 (90037797) ; BE Suck Hee RIKEN(The Institute of Physical and Chemical Research)
• 研究期間 (年度): 1986 – 1988
• キーワード: 重イオン衝突 / 原子・分子のイオン化

研究概要

高速電イオンと原子・分子気体標的との衝突で生成される高電離2次イオンについての実験研究を行った。重イオンは理研リニアックからの1.05MeV/amnNe^<q+>とのAr^<q+>を用い、2次イオンの電荷分布測定および入射イオンと2次イオンの同時計測を行い、以下の結果を得た。
1.分子標的の時に高電離単原子イオンが観測され、また衝突時に初期の運動エネルギーをもっている。種々の分子標的について調べた結果、高電離単原子イオンは高電離電子イオンがまず形成され、それがワーロン爆発によって分裂し生成されることがわかった。
2.入射重イオンと生成されるNeおよびAr2次イオンの同時計測から、つぎの知見を得た。
(1)入射イオンの電荷が変化しない衝突(純粋電離)に比較して、入射イオンが電子捕獲あるいは損失する衝突では、生成2次イオンの電荷分布は高い方にシフトし、お互い類似している。
(2)入射イオンの電子捕獲・損失に伴う生成2次イオンの電荷分布のシフトの程度は、移動する電子の数が多いほど大きい。また電子捕獲に伴う2次イオンの平均電荷を見ると2電子捕獲による平均電荷は1電子捕獲のそれにくらべ2電荷ほど大きい。このことは内殻電子捕獲(標的から見れば内殻電離)によるものと考えられる。
(3)入射イオンの電荷qの小さい領域で電子損失が主に起り、その断面積はqが増加すると急激に減少する。一方、qが大きい領域では電子捕獲が主であり、断面積はqとともに増加する。両者の断面積の交点が平衡平均電荷と一致し、高電離2次イオンの生成には電子捕獲と損失が同等に寄与し、さらに純粋電離の寄与も大きい。

研究成果

• [文献書誌] H.Tawara;T.Tonuma;H.Shibata;M.Kase;T.Kambara;S.H.Be;H.Kumagai;I.Kohno: Phys.Rev.A. 33. 1385-1388 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.H.Be;T.Tonuma;H.Kumagai;H.Shibata;M.Kase;T.Kambara;I.Kohno;H.Tawara: J.Phys.B:At.Mol.Phys.17. 1171-1779 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Tonuma;H.Shibata;S.H.Be;H.Kumagai;M.Kase;T.Kamgara;I.Kohno;A.Ohsaki;H.Tawara: Phy.Rev.A. 33. 3047-3053 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Tawara;T.Tonuma;S.H.Be;H.Shibata;H.Kamagai;M.Kase;T.Kambara;I.Kohno: Z.Phys.D-Atoms,Molecules and Clusters. 2. 239-242 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Tonuma;T.Matsuo;M.Kase;T.Kambara;H.Kumagai;S.H.Be;I.Kohno;H.Tawara: Phys.Rev.A. 36. 1941-1943 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Tawara;T.Tonuma;T.Matsuo;M.Kase;H.Kumagai;I.Kohno: Nucl.Instrum.＆ Methods,Phys.Res.A. 262. 95-98 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Matsuo;T.Tonuma;M.Kase;H.Kumagai;H.Tawara: Chemical Physics. 121. 93-98 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Tawara.T.Tonuma;H.Kumagai;T.Matsuo: To be published.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H. Tawara; T. Tonuma; H. Shibata; M. Kase; T. Kambara; S. H. Be; H. Kumagai; I. Kohno: "Production of Multiply Charged Molecular Ions (N<@312+(/)2@D3-N<@D314+(/)2@>D3) and Multiply Charged Atomic Ions (N<@D16+@>D1, N<@D17+@>D1) in Energetic, Heavy-Ion Impact on N<@D22@>D2 Molecules." Phys. Rev. A. 33. 1385-1388 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S. H. Be; T. Tonuma; H. Kumagai; H. Shibata; M. Kase; T. Kambara; I. Kohno; H. Tawara: "Net Ionisation Cross Sections of Rare Gases by Collisions of Fast Highly Charged Heavy Particles." J. Phys. B : At. Mol. Phys.17. 1771-1779 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Tonuma; H. Shibata; S. H. Be; H. Kumagai; M. Kase; T. Kambara; I. Kohno; A. Ohsaki; H. Tawara: "Production of Highly Charged Slow Ar Ions Recoiled in 1.05 MeV/amu Ne^<q+>(q=2,7-10) and Ar^<q+>(q=4,6,10-14)-Ion Bombardment." Phys. Rev. A. 33. 3047-3053 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H. Tawara; T. Tonuma; S. H. Be; H. Shibata; H. Kumagai; M. Kase; T. Kambara; I. Kohno: "Multiply Charged Carbon Ions Produced from C_2H_2 and CH_4 Molecules in Energetic, Heavy Ion Impact." Z. Phys. D - Atoms, Molecules and Clusters. 2. 239-242 (1986)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Tonuma; T. Matsuo; M. Kase; T. Kambara; H. Kumagai; S. H. Be; I. Kohno; H. Tawara: "Slow-Recoil Ne^<1+> Ions Produced by 1.05 MeV/amu Ne^<q+>-(q=2,6,8-10) and Ar^<q+>-(q=4,10.12,14) Ion Impact: Evidence of Inner-Shell Electron Transfer in Highly Charged Recoil-Ion Production." Phys. Rev. A. 36. 1941-1943 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H. Tawara; T. Tonuma; T. Matsuo; M. Kase; H. Kumagai; I. Kohno: "Multiply Charged Atomic Ions Produced through Coulomb Explosions in Heavy Ion Impact." Nucl. Instrum. ＆ Methods, Phys. Res. A. 262. 95-98 (1987)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T. Matsuo; T. Tonuma; M. Kase; H. Kumagai; H. Tawara: "Production of Multiply Charged Ions from CO and CO_2 Molecules in Energetic Heavy-Ion Impact." Chemical Physics. 121. 93-98 (1988)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より