Lrの第一イオン化ポテンシャル測定に向けた、表面電離イオン源によるランタノイドのイオン化

Surface-ionization of lanthanides for the measurement of the first ionization potential of Lr

佐藤 望; 浅井 雅人  ; 塚田 和明  ; 佐藤 哲也   ; 豊嶋 厚史; Li, Z.*; 大江 一弘; 菊池 貴宏; 金谷 佑亮*; Schdel, M.; 永目 諭一郎 ; 市川 進一

Sato, Nozomi; Asai, Masato; Tsukada, Kazuaki; Sato, Tetsuya; Toyoshima, Atsushi; Li, Z.*; Oe, Kazuhiro; Kikuchi, Takahiro; Kaneya, Yusuke*; Schdel, M.; Nagame, Yuichiro; Ichikawa, Shinichi

第一イオン化ポテンシャル(IP)は価電子の束縛エネルギーを反映するため、その値から電子状態に関する知見を得ることができる。最も重いアクチノイド元素である103番元素ローレンシウム(Lr)のIP測定は、7p軌道に充填された電子状態を初めて明らかにするという点で興味深い。現在われわれは、タンデム加速器施設において、LrのIP測定を行うためガスジェット搬送装置結合型表面電離イオン源の開発を進めている。これまでに、Lrを模擬したさまざまなランタノイド元素のイオン化効率の温度依存性を測定し、イオン化効率はイオン源温度に伴って増加すること、同一元素間では同位体の半減期に依存せず、イオン化に要する時間がLrの寿命に比べて十分に短いことなどを明らかにした。加えて、観測されたイオン化効率は、元素のIPだけでなく沸点に代表される蒸気圧特性にも依存することが示唆され、IP測定には蒸気圧特性を考慮したモデルの構築が必要であることがわかった。

The first ionization potential (IP) of the last actinide, lawrencium (Lr), is predicted to be lower than those of other actinides. To determine the IP of Lr based on the surface ionization comparison technique, we are developing a surface-ionization-type ion-source coupled to a gas-jet transport system at the Isotope Separator On-Line at the JAEA tandem accelerator facility. In the present study, we measured ionization efficiencies of lanthanides as a function of ion-source temperature to examine the applicability of our apparatus to the IP measurement. It was found that the obtained ionization efficiency of each lanthanide element is affected by an ionization potential as well as a boiling point.