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ポジトロニウム化学とその応用

Research and application of positronium chemistry

平出 哲也

Hirade, Tetsuya

ポジトロニウムは電子と陽電子の結合状態である。このポジトロニウムに関連した化学研究とその応用について解説した。ポジトロニウム形成機構は半世紀以上の時間を要し、Hiradeによる低温における現象の解明で、全体が明らかとなり、研究者間の対立も消え、同じ考えの上で議論できるようになった。現在ではスパー反応モデルが再び受け入れられ、ポジトロニウム形成を利用した放射線化学研究、特に、ピコ秒領域の過剰電子の挙動や電子の移動度に関する研究を紹介した。また同時に、自由体積モデルが間違いであることが示され、その結果、高分子の微視的自由体積研究などで、三重項ポジトロニウムの消滅寿命のみで議論できることを解説した。また、最新の研究として、液体中においてポジトロニウムが作るサブナノメートルのバブルがイオン液体中で振動していることが見出され、ナノサイズの物性研究で期待されるものであることを示した。

The researches and the applications of the Positronium Chemistry were introduced. The mechanism of Ps formation in low temperature insulators was clarified by Hirade and it is almost the end of the long, more than half century, period for arguments on Ps formation. Hence almost all of the researchers have been accepting the Spur Reaction Model proposed by Mogensen. Therefore, radiation chemistry researches by use of the Spur Reaction Model, especially the study of excess electrons at the time range of pico-to-nano second and electron mobility, were introduced. It was also introduced that the Free Volume Model is not correct and then the sub-nano meter vacant space, such as the microscopic free volume in polymers, can be studied by just the triplet Ps lifetime. As the latest research for the application, it was introduced that Ps bubble shows oscillation especially in ionic liquids and is expected to be a strong tool to investigate nano-scale properties of ionic liquids.

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