陽電子(特にポジトロニウム)を利用したキャビティ内ガス元素の研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550470
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 長谷川 雅幸 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (80005975)
• 研究分担者: 永田 晋二 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (40208012) ; 山口 貞衛 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (80005892)
• キーワード: 陽電子 / ポジトロニウム / ボイド / キャビティ / バナジウム / グラファイト / セピオライト

研究概要

1.前年度迄に製作した陽電子消滅昇温測定装置および低温測定装置を用いて、バナジウム・キャビティ(ボイド)、炭素材料(原子炉用等方性黒鉛、ガラス状炭素、ペ-パ-状黒鉛等)中のポア(キャビティ)、天然セピオライト単結晶ファイバ-中の方形キャビティチャネル中での陽電子、特にそれと電子との束縛状態であるポジトロニウム(Ps)の挙動を調べた。
2.不純物酵素両を制御(0〜1600at.ppmおよび10000at.ppm)したバナジウム試料についての照射したままの状態、照射後焼鈍した状態についての測定を行った。その結果、キャビティに捕獲された陽電子は、キャビティ内表面がずかに(一層以下)酵素で汚染されるとPsを形成することが明らかにされた。また400℃近傍の照射温度の場合、中性子フルエンスや照射温度とともにキャビティ内表面の酵素汚染が進行することが示された。
3.等方性黒鉛やガラス状炭素中では、ほとんどの陽電子キャビティに捕獲されることを見出した。しかしながら両者の間では、寿命や角相関特性が若干異なっている。ペ-パ-状黒鉛(Grafoil)ではキャビティ中にPsが形成する場合があることが分かった。今後これらキァビティ内にガスを導入し、ガス原子・分子と陽電子との間の相互作用を調べる計画である。
4.セピオライト・方形キャビティチャネル中に存在するPsの運動量分布(重心運動)は、チャネルの構造を反映した大きな異法性を持つことを見出した。酵素雰囲気(1気圧)下では、このPsの運動量分布の大きな異法性およびPs形成率は大きく減少することを見出した。これはPsと酵素分子との間の化合物形成に依るものではないかと検討している。尚窒素ガスの場合にはこのような変化は認められなかった。

研究成果

• [文献書誌] Masayuki Hasagawa: "Effect of oxygen iwpurities on positronium formed in voids of varadium" J.Phys.Condeus.Matter. 1. SA77-SA81 (1989)
• [文献書誌] Masayuki Hsegawa: "Positronium in voidsin metals" Positron Aunihilation,Ed.by L.Dorikens-Vanpraet,M.Dorikens and D.Segers,World Scientific. 73-75 (1989)
• [文献書誌] Eiichi Kuramoto: "Positron Annililation ACAR Measurement of Neutron-Irradiated Fe-Cr-Ni Alloys" Positron Annihilation,Ed.by L.Donkeus-Vanpraet,M.Dorikeus and D.Segers,World Scientific. 824-826 (1989)
• [文献書誌] Yoshimi Tsuchiya: "Positronium in Sepiolite Crystalline Fibers" Positron Annihilation,Ed.by L.Dorikens-Vanpraet,M.Dorikens and D.Segers,World Scientific. 824-826 (1989)
• [文献書誌] Toshimasa Yoshiie: "Positron Litetime Measurement and Lateut Vacancy Clusters in 14 MeV Neutron Irradiated Nickel" J.Nucl.Mat.
• [文献書誌] Eiichi Kuramoto: "Positron Annihilation Study of Irradiation Effects on Graphites" J.Nucl.Mat.