水中の陽電子消滅最長寿命の温度依存性について

Temperature dependence of the longest positron annihilation lifetime in water

平出 哲也  ; Lee, J.; 岡 壽崇   

Hirade, Tetsuya; Lee, J.; Oka, Toshitaka

液体中において、陽電子消滅の最長寿命を示すオルソーポジトロニウムの寿命は、高温ほど長くなるが、唯一、水中では短くなる。水中では、オルソーポジトロニウムと入射陽電子のターミナルスパー(陽電子トラック構造の末端)内に形成されている活性種との反応が、拡散率速で進み、高温では拡散速度が大きくなる。反応の結果、短寿命を示す自由陽電子やパラーポジトロニウムとして消滅していくため、高温では寿命が短くなると考えられる。このようなオルソーポジトロニウムの反応の中で最も重要なスピン交換反応は、非常に短寿命で運動量分布の狭いパラーポジトロニウムからの消滅を増大させる。陽電子消滅寿命-運動量相関測定装置を構築し、スピン交換反応の温度依存性を、直接実験により検証することに成功した。

The longest positron annihilation lifetimes, i.e. ortho-positronium lifetimes, in almost all liquids show larger lifetime at higher temperatures. However, only water shows opposite temperature dependence. It is caused by larger possibility of reactions between ortho-positronium and radical species formed in the terminal spur, i.e. the end of the positron track. We have successfully obtained the temperature dependence of the reactions by use of the positron annihilation age-momentum correlation measurement that is the best method to observe ortho-positronium reactions.