2002 Fiscal Year Annual Research Report
超流動ヘリウム中における放射性イオンの搬送と引き出し
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14540283
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| Research Institution | Osaka Gakuin University |
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Principal Investigator |
高橋 憲明 大阪学院大学, 流通科学部, 教授 (10028152)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下田 正 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70135656)
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| Keywords | 超流動ヘリウム / 不純物イオン / 放射線検出法 / スノーボール / 核偏極 / 正イオンの引き出し / 輸送現象 / 障壁ポテンシャル |
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| Research Abstract |
放射性イオンのスノーボールを用いて,原子核物理と凝縮体物理の両分野にまたがる物理を展開する本計画では,今回,超流動ヘリウム中の不純物イオンの搬送と液面からの引き出しを試みた.重い放射性イオンとして,アルファ線源^<223>Raから反跳として出てくる^<219>Rnイオンを用いた.重いイオンは電子を多くもつため軽い正イオンにくらべ,超流動ヘリウムの液面からの引き出しが容易であると予測したためである.放射線検出法によって引き出しの確率を決定した.パルス的に第2音浪を印加して,引き出し確率を上げることも試みて,引き出し効率を上げる上で効果的であった.
1)放出された高速イオンがスノーボールを創る確率,2)スノーボールとして超流動ヘリム中を輸送する効率,3)表面から取り出す確率,4)蒸気相を通過する確率をそれぞれ決定した.全体の効率は放射線源付近の電場が小さいためか,1)の確率を改善する必要がある.大阪大学で以前行った類似の実験から考えて,この点大きな問題はないと考える.表面からの引き出し効率は36%になる.
何よりも超流動ヘリウム表面から正イオンを引き出し,障壁ポテンシャルを決定したのはこの実験が始めてである.ポテンシャルは負イオン(電子)とほぼ同じ値で,19.4Kであった.これまで,正イオンの引き出しが観測できなかったのは,正イオンの良い検出法がなかったためと結論づけられる.この点,本研究の放射線検出法は強力である.
本研究はこの種の研究として始めてのもので,低温物理学国際会議LT23で招待発表に取り上げられ,原子核物理学への応用としても始めてのものとして,EMIS14国際会議で口頭発表に選ばれた.
また,実験結果は米国物理学会の速報誌,その他に投稿中である.
その他,偏極核スノーボールの研究を継続し,核偏極生成と核分光について新しい結果を得た.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] W.X.Huang, N.Takahashi, et al.: "Transport and extraction of radioactive ions stopped in superfluid helium"Nuclear Instruments and Methods B. (2003)
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[Publications] N.Takahashi et al.: "Production of zero energy radioactive beams through extraction across superfluid helium surface"Physica B. (2003)
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[Publications] S.Shimizu, T.Shimoda, N.Takahashi et al.: "Spin Polarization of Low-Energy Radioactive Nuclear Beams by Tilted-Foil Technique"Nuclear Physics. A701. 524c-527c (2002)
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[Publications] H.Miyatake, T.Shimoda, N.Takahashi, et al.: "Spin-parity Assignments in 15C by a New Method : Beta-Delayed Spectroscopy for a Spin-polarized Nucleus"Phys.Rev.C. 67. 014306-014314 (2003)
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[Publications] A.Hatakeyama, T.Shimoda, et al.: "Optical pumping at the ISAC polarizer"Proc. 9th Intl. Workshop on Polarized Sources and Targets. 339-343 (2002)
