Development of gamma-ray induced positron age-momentum correlation measurements at UVSOR-III

UVSOR-IIIにおけるガンマ線誘起陽電子消滅寿命-運動量相関測定法の開発

山本 涼平*; 杉田 健人*; 平 義隆*; 平出 哲也  

Yamamoto, Ryohei*; Sugita, Kento*; Taira, Yoshitaka*; Hirade, Tetsuya

Age-Momentum Correlation(AMOC)は時間分解した陽電子消滅ガンマ線のドップラー広がりを捉えることができる。陽電子の状態によって異なる消滅率から陽電子が試料中の構造欠陥に捕獲されていることを知ることができ、その結果、欠陥周辺の不純物について時間分解したドップラー広がりから知ることができる。放射性同位体を陽電子源とした場合、厚さ数cmのバルク材料の深部の測定は不可能である。また、高圧や高温下での測定は難しい。そこで、UVSOR-IIIにおいて逆トムソン散乱ガンマ線を利用し、試料中で陽電子を生成する測定法であるGiAMOC(Gamma-ray induced AMOC)システムの開発を行った。また、開発した計測システムを利用し、陽電子寿命測定用標準物質の測定を行った。

Age-Momentum Correlation (AMOC) can observe the Doppler broadening of time-resolved annihilation gamma rays. The annihilation rate depends on the positron state, and it is possible to know if positrons are trapped in structural defects in a sample. Moreover, the Doppler broadening gives the information of impurities around the defects. Positrons from radioactive isotopes cannot penetrate a deep region of bulk material. The application of radioisotopes is difficult for the measurements under severe conditions such as in high pressure or a high temperature. Therefore, we have developed a GiAMOC (Gamma-ray induced AMOC) system, which is a measurement method for generating positrons in a sample using inverse Thomson scattered gamma rays in UVSOR-III. In addition, the developed measurement system was used to measure the reference material for positron lifetime measurement.