2002 Fiscal Year Annual Research Report

多重コインシデンス法によるクラスター・放射線相互作用に関する基礎的研究

Research Project

Project/Area Number	02J01655
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	間嶋拓也京都大学, 工学研究科, 特別研究員DC2
Keywords	フラーレン / イオン衝突 / 二次電子 / 放射線物理 / 多重分解 / 多重電離 / クラスター / トリプルコインシデンス
Research Abstract	本研究の目的は、高速イオン衝突の素過程研究の新たな手法としてクラスター標的を導入することにより、特にこれまで困難であった多原子系での複雑な相互作用の詳細を、実験的に明らかにすることであった。そのために、本年度はまずMeVエネルギーの高速重イオンとC60分子の衝突実験を行った。このような巨大な分子との衝突過程では、測定すべき情報量は多くなり、断片的な情報から得られる知見は限られたものとなる。こめような現状を打開するため、多重同時測定システムを開発し、実験を行った。具体的には、(1)衝突により生成された電離・分解片イオンの飛行時間測定、(2)衝突時に放出される二次電子個数、(3)衝突後の入射粒子の価数のトリプルコインシデンスを行った。(1)の飛行時間測定によって、生成されるイオンの質量分析を行うことができ、様々な情報を得ることが出来る。しかし、これだけの情報では、どのような経路を経て最終的な状態へ辿り着いたのか不明である。また、多重分解が引き起こされた場合は、多数の分解片イオンが生成され、それら全てを同定するのは極めて困難であるため、分解前の電離状態すら未知であった。そこで本研究では、(2)、(3)の測定で衝突における電子の放出・移動を全て把握することにより、C60の初期電離状態を得た。即ち、イオン衝突によるC60分子の多重電離確率分布を初めて測定したことになる。この分布の形状は特徴的であり、孤立原子の多重電離確率分布と、固体表面からの二次電子放出個数分布の両方の性質を持っていた。これはC60分子が、遠隔衝突では孤立原子的、近接衝突(分子内部透過)では固体的な振る舞いをするという、二面性を持っていることからくる特徴であると考えられる。また、トリプルコインシデンスでは、初期電離状態とそこから生成される分解片イオン分布の相関を得ることが出来る。それによると、分解過程は初期状態のみからでは決まらず、衝突によって付与される内部エネルギーの寄与が大きいことが分かった。いわゆるクーロン爆発分解のみではなく熱的分解が重要であることが新たに分かった。

Research Products
(4 results)

All Other

All Publications (4 results)

[Publications] 間嶋拓也: "The role of nuclear stopping power in fast heavy ion collision with C_<60>"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B : Beam Interactions with Materials and Atoms. Vol.193. 209 (2002)
[Publications] 間嶋拓也: "Velocity dependence of C_<60> fragmentation induced by MeV neutral Au^0 impacts"Atomic collision research in Japan. No.28. 36 (2002)
[Publications] 間嶋拓也: "Excitation and fragmentation mechanics of C_<60> induced by heavy neutral Au^0 collisions"Annual Report of Quantum Science and Engineering Center. Vol.4. 21 (2002)
[Publications] 伊藤秋雄: "Inelastic collisions between fast heavy ions and C_<60>"Interaction of Fast Charged Particles with Solids Proceedings of the 8^<th> Japan-Russia International Symposium. 162 (2003)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

多重コインシデンス法によるクラスター・放射線相互作用に関する基礎的研究

Principal Investigator

間嶋 拓也 京都大学, 工学研究科, 特別研究員DC2

Research Products

[Publications] 間嶋 拓也: "The role of nuclear stopping power in fast heavy ion collision with C_<60>"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B : Beam Interactions with Materials and Atoms. Vol.193. 209 (2002)

[Publications] 間嶋 拓也: "Velocity dependence of C_<60> fragmentation induced by MeV neutral Au^0 impacts"Atomic collision research in Japan. No.28. 36 (2002)

[Publications] 間嶋 拓也: "Excitation and fragmentation mechanics of C_<60> induced by heavy neutral Au^0 collisions"Annual Report of Quantum Science and Engineering Center. Vol.4. 21 (2002)

[Publications] 伊藤 秋雄: "Inelastic collisions between fast heavy ions and C_<60>"Interaction of Fast Charged Particles with Solids Proceedings of the 8^<th> Japan-Russia International Symposium. 162 (2003)

間嶋拓也京都大学, 工学研究科, 特別研究員DC2

[Publications] 間嶋拓也: "The role of nuclear stopping power in fast heavy ion collision with C_<60>"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B : Beam Interactions with Materials and Atoms. Vol.193. 209 (2002)

[Publications] 間嶋拓也: "Velocity dependence of C_<60> fragmentation induced by MeV neutral Au^0 impacts"Atomic collision research in Japan. No.28. 36 (2002)

[Publications] 間嶋拓也: "Excitation and fragmentation mechanics of C_<60> induced by heavy neutral Au^0 collisions"Annual Report of Quantum Science and Engineering Center. Vol.4. 21 (2002)

[Publications] 伊藤秋雄: "Inelastic collisions between fast heavy ions and C_<60>"Interaction of Fast Charged Particles with Solids Proceedings of the 8^<th> Japan-Russia International Symposium. 162 (2003)