陽電子を用いた水中の短寿命OHラジカルの測定

Measurements of short-lived OH radicals in water by use of positrons

平出 哲也  ; Lee, J.

Hirade, Tetsuya; Lee, J.

ジェミネートイオン対から形成された、スピン相関のある、オルソーポジトロニウム(o-Ps)とOHラジカル間の反応において量子ビートを検出した。陽電子照射によって形成されたラジカル対は初期に一重項であり、その後、それぞれの超微細結合によって一重項と三重項の間を振動する。o-PsとOHラジカルのラジカル反応はこの一重項-三重項間の振動に依存し、その結果、ラジカル反応と競争で起こるスピン交換反応も依存することとなる。o-Psのスピン交換反応は陽電子消滅線運動量-寿命相関測定(AMOC)で消滅線のエネルギー広がりの変化から観測可能であり、量子ビートとしてその変化を測定することに成功した。

Quantum beats were detected in the reaction of electron-spin-correlated pairs of ortho-positronium and hydroxyl radical. Singlet ortho-positronium and hydroxyl radical pairs were generated in positron radiolysis of water molecules. The singlet-triplet transition caused via the hyperfine coupling of every radical affects the rate of the radical reaction, and then affects the rate of the competing reaction, the spin conversion reaction between ortho-positronium and hydroxyl radical. Spin conversion of ortho-positronium can possibly be detected using positron annihilation age-momentum correlation (AMOC) measurements, and time resolved annihilation -ray energy distribution observed using AMOC measurements did successfully reveal quantum beats in water.