UVSOR-IIIにおけるガンマ線源開発と利用研究

Development of gamma ray sources and their application studies in UVSOR-III

平 義隆*; 杉田 健人*; 岡野 泰彬*; 平出 哲也  ; 遠藤 駿典   ; Zen, H.*; 静間 俊行*

Taira, Yoshitaka*; Sugita, Kento*; Okano, Yasuaki*; Hirade, Tetsuya; Endo, Shunsuke; Zen, H.*; Shizuma, Toshiyuki*

分子科学研究所の放射光施設であるUVSORでは、逆トムソン散乱によってガンマ線を発生している。放射性同位元素から発生するガンマ線や制動放射ガンマ線と比較して、エネルギー可変かつ準単色,低バックグラウンド,高い指向性といった優れた特徴がある。また、偏光レーザーを使う事で偏光ガンマ線を発生することが可能である。このガンマ線を用いて原子核共鳴蛍光散乱による同位体イメージングなどの原子核物理実験やガンマ線検出器の評価およびガンマ線誘起陽電子消滅分光法による材料分析の研究が実施されている。陽電子消滅分光法は、単原子空孔などsub-nm数nmの欠陥分析を行える強力な手法である。陽電子は対生成によってガンマ線からも発生することができる。ガンマ線を試料に照射することで試料内部で陽電子を発生させ、厚さ数cmのバルク試料の欠陥分析が可能である。本年会では、UVSORにおけるガンマ線源開発、円偏光ガンマ線の磁気コンプトン散乱実験、ガンマ線誘起陽電子消滅分光の開発、円偏光ガンマ線を用いたスピン偏極陽電子の計測技術開発について発表する。

At UVSOR, a synchrotron radiation facility at the Institute for Molecular Science, gamma rays are generated by inverse Thomson scattering. Compared to gamma rays generated from radioisotopes and bremsstrahlung gamma rays, it has excellent features such as variable energy, quasi-monochromatic, low background, and high directivity. It is also possible to generate polarized gamma rays by using a polarized laser. Using this gamma ray, nuclear physics experiments such as isotope imaging by nuclear resonance fluorescence scattering, evaluation of gamma ray detectors, and research on material analysis by gamma ray-induced positron annihilation spectroscopy are being carried out. Positron annihilation spectroscopy is a powerful method that can analyze defects of sub-nm to several nm such as monatomic vacancies. Positrons can also be generated from gamma rays by pair production. By irradiating the sample with gamma rays, positrons are generated inside the sample, and it is possible to analyze defects in a bulk sample with a thickness of several cm. At this year's meeting, we will present the development of gamma ray sources in UVSOR, the magnetic Compton scattering experiment of circularly polarized gamma rays, the development of gamma ray-induced positron annihilation spectroscopy, and the development of measurement technology for spin-polarized positrons using circularly polarized gamma rays.