Radiation chemistry by positron annihilation methods

陽電子消滅法による放射線化学研究

平出 哲也  

Hirade, Tetsuya

高エネルギー陽電子は、高エネルギー電子同様に、その飛跡に沿って絶縁物質中でエネルギーを周囲原子・分子に付与していく。飛跡の最後の部分には、多くのイオンと過剰電子が形成される。この領域はターミナル・スパーと呼ばれる。イオンとドライな(束縛されていない)過剰電子はピコ秒程度で再結合するが、熱化した陽電子も同様の時間でドライな過剰電子とポジトロニウムを形成する。このような速い反応はその後のいろいろな生成物の収量を決定する重要な過程である。このように、非常に速い反応を追うプローブとして陽電子は優れており、その特徴を活かした研究、特に放射線化学に関連した興味深い研究成果、例えばポジトロニウム形成に及ぼす電場効果などを紹介する。

High energy positrons will transfer their energy to molecules on their tracks in insulators as high energy electrons do. Positrons in condensed matter annihilate with electrons by a lifetime of 0.1-10ns. Almost all of positrons are thermalized first. At the end of the positron track, there are many excess electrons and cations formed in the terminal spur. Geminate recombination of dry electrons and cations occur within about 1ps. The positron also has a chance to combine with one of the excess electrons to form a positronium(Ps). Reaction rate of Ps formation is probably close to that of the geminate recombination. These fast reactions are very important because the yield of products shall be controlled by these reactions. Only fast reactions can affect the Ps formation, because the lifetime of free positrons in molecular liquids or solids is about 400ps. I am introducing positron researches that are probably interesting for radiation chemistry.