微小試験片を用いた陽電子消滅寿命評価手法の開発

Development of PALS evaluation technique using a miniature specimen

安藤 太一*; 山脇 正人*; 平出 哲也  ; 秋吉 優史*

Ando, Hirokazu*; Yamawaki, Masato*; Hirade, Tetsuya; Akiyoshi, Masafumi*

陽電子寿命計測法(PALS)は金属, 半導体などのナノメートルサイズの空孔欠陥を評価する上で有用な手段である。特に核融合炉や原子炉の材料開発において、放射線による損傷挙動の解明は重要な課題であり、PALSが注目されている。しかし、PALSにおいては試料の形状、数の制約により測定方法が制約されてきた。現在、照射場が非常に限られており、また放射化による放射能低減のため、測定試料の微小化が強く求められているが、この制約はPALS適用の大きな妨げになっている。本研究では、任意の形状の試験片1枚で陽電子寿命計測が可能な測定システムの開発を行った。試験片周囲をシンチレータで取り囲み試験片に入射されなかった陽電子をシンチレータの発光で検知し、排除処理(アンチコインシデンス)することにより試料中におけるPALS計測を試みた。その結果、従来の測定手法と概ね一致しているスペクトルを得ることに成功した。

The positron lifetime measurement method (PALS) is a useful tool for evaluating nanometer-sized vacancy defects in metals and semiconductors. Especially in the material development for nuclear fusion reactors or nuclear reactors, elucidation of damage behavior by radiation is an important subject. However, PALS always needs to have large enough two specimens. At present, miniaturization of sample is strongly required to reduce radioactivity, but this restriction is a big hindrance to the application of PALS. In this research, we developed a measurement system that can measure positron lifetime with one specimen of arbitrary shape. Positron surrounding the specimen with a scintillator and not incident on the specimen was detected by the light emission of the scintillator, and PALS measurement in the sample was attempted by excluding treatment (anti-coincidence). As a result, we succeeded in obtaining a spectrum which is roughly in agreement with the conventional measurement method.