ガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定システムの開発

Development of gamma-ray induced positron annihilation lifetime spectroscopy

平 義隆*; 藤本 將輝*; 藤森 公佑*; 北浦 守*; Zen, H.*; 岡野 泰彬*; 保坂 将人*; 山崎 潤一郎*; 加藤 政博*; 平出 哲也  ; 小林 慶規*

Taira, Yoshitaka*; Fujimoto, Masaki*; Fujimori, Kosuke*; Kitaura, Mamoru*; Zen, H.*; Okano, Yasuaki*; Hosaka, Masahito*; Yamazaki, Junichiro*; Kato, Masahiro*; Hirade, Tetsuya; Kobayashi, Yoshinori*

一般的な陽電子源にはNaなどの放射性核種が利用されるが、厚さ1mm以上の金属材料を透過できないといった問題がある。厚さ数cmのバルク試料及び圧力炉や高温炉など容器に入れられた試料に陽電子を発生させる方法として、高エネルギーガンマ線を利用するガンマ線誘起陽電子消滅寿命測定法(Gamma-ray induced positron annihilation lifetime spectroscopy: GiPALS)がある。陽電子の消滅寿命は、金属材料では200ps程度であるため陽電子寿命を正確に測定するためにはそれよりもパルス幅の短いガンマ線をGiPALSに利用することが重要である。我々は、UVSORにおいて90衝突レーザーコンプトン散乱を用いて独自に開発してきたパルス幅2psの超短パルスガンマ線のGiPALSへの原理実証実験に成功した。

For general positron sources, radioisotopes such as Na are often used. However, there is a problem that positrons cannot probe the deep region of metal materials with a thickness of 1 mm or more. Gamma-ray induced positron annihilation lifetime measurement (GiPALS) is a method for generating positrons in bulk samples with a thickness of several centimeters and samples placed in vessels such as high temperature and/or pressure furnaces. The annihilation lifetime of positrons is about 200 ps for metal materials, so it is important to use gamma rays with a shorter pulse width for GiPALS in order to accurately measure the positron lifetime. We have succeeded in the proof-of-principle experiment for GiPALS of ultra-short pulse gamma rays with a pulse width of 2 ps, which was originally developed using 90 collision laser Compton scattering at UVSOR.