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Positrons and positronium in macromolecules; Consequences of different charge states

高分子中の陽電子とポジトロニウム; 異なる電荷状態のもたらすもの

小林 慶規*; 佐藤 公法*; 山脇 正人*; 満汐 孝治*; 岡 壽崇   ; 鷲尾 方一*

Kobayashi, Yoshinori*; Sato, Kiminori*; Yamawaki, Masato*; Michishio, Koji*; Oka, Toshitaka; Washio, Masakazu*

陽電子とポジトロニウムは、その電荷状態が異なるため、高分子中での挙動が全く異なる。正電荷を帯びた陽電子の挙動は、静電相互作用に強く影響される。ポリエチレンのような無極性高分子では、エネルギーを持った陽電子はポジトロニウムを形成しない場合は非局在化状態に陥る。これらの陽電子は、極性基があれば敏感に捕捉される。一方、電荷的に中性なポジトロニウムは、高分子の化学構造に関係なく自由体積に局在する。本研究では、さまざまな高分子における陽電子とポジトロニウムの挙動と消滅特性について、その違いを強調しつつ議論する。

Because of their different charge states, positrons and positronium (Ps) behave quite differently in macromolecules. The behavior of positively charged positrons is strongly influenced by electrostatic interactions. In nonpolar macromolecules such as polyethylene, energetic positrons, if not incorporated into Ps, fall into a delocalized state. These positrons are sensitively trapped by polar groups, if any. On the other hand, charge-neutral Ps is localized in a free volume regardless of the macromolecule's chemical structure. In this study, we discuss the behavior and annihilation characteristics of positrons and Ps in various macromolecules, emphasizing their differences.

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