Ultra-short pulsed gamma rays and its application to material science

超短パルスガンマ線とその材料科学への応用

平 義隆*; 杉田 健人*; 岡野 泰彬*; 平出 哲也  

Taira, Yoshitaka*; Sugita, Kento*; Okano, Yasuaki*; Hirade, Tetsuya

放射光施設UVSOR-IIIで、750MeVの電子ビームとTi:Saレーザーパルスを90度衝突させることにより、超短パルスガンマ線を開発した。ガンマ線の最大エネルギーは6.6MeVで、パルス幅はサブpsからpsの範囲と計算される。この超短パルスガンマ線を陽電子消滅分光法(PAS)に応用した。陽電子は、空孔,転位,クラスターなどの固体の原子スケールの欠陥や、ポリマーの自由体積の優れたプローブである。ガンマ誘起PAS(GiPAS)と呼ばれる高エネルギーガンマ線を使用するPASは、Na-22を使用するPASと比較していろいろな利点がある。超短パルスガンマ線の発生方法とGiPASの詳細を紹介する。

We have developed ultra-short, pulsed gamma rays at the synchrotron radiation facility UVSOR-III by a 90-degree collision between a 750-MeV electron beam and a Ti:Sa laser pulse. The maximum energy of the gamma rays is 6.6 MeV and the pulse width is calculated to be sub-ps to ps ranges. We applied this ultra-short, pulsed gamma rays to positron annihilation spectroscopy (PAS). A positron is an excellent probe of atomic-scale defects in solids such as vacancies, dislocations, and clusters and of free volumes in polymers. PAS using a high energy gamma-ray, which is called gamma induced PAS (GiPAS), has several advantages compared with PAS using Na-22. We will present a generation method of the ultra-short, pulsed gamma rays and details of GiPAS.