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能田 洋平; 熊田 高之; 山口 大輔; 社本 真一
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優れた成形性から様々な応用が期待されるエポキシ樹脂へとTEMPOラジカルを導入し、その核スピン偏極性能を評価した。実験の結果、1.2K、3.35テスラにおいて、39%という良好な核スピン偏極度を達成した。この偏極性能は、従来用いられてきた他のポリマーと比較して遜色ないものである。
能田 洋平; 山口 大輔; 社本 真一; 橋本 竹治; 熊田 高之; 高田 慎一; 小泉 智; 大石 一城*; 鈴木 淳市*; 増井 友美*; et al.
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水素核スピンの向きを一方向に揃えること(水素核スピン偏極)でも、中性子散乱長を制御できるという中性子の特徴を活かし、中性子小角散乱(SANS)におけるコントラスト変調法を実現し、多成分から構成されるナノ構造の解析を展開してきた。今回の発表では、より広幅なコントラスト変調を実現するため行ってきた、水素核スピン偏極効率の向上のための各種の取り組みについて報告する。さらには、先日行った、J-PARC大観での水素核スピン偏極コントラスト変調実験の成果についても報告する。
熊田 高之; 能田 洋平*; 石川 法人
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動的核スピン偏極(DNP)では試料中にフリーラジカルを化学添加する必要があるが、結晶試料などにはその添加が困難である。そこで我々は、放射線分解により試料中に生じるフリーラジカルを用いたDNP技術に着目した。本研究では偏極ダイナミクスの観点から両者を比較しその特徴に迫った。電子線照射試料では偏極・緩和速度ともフリーラジカル濃度にほぼ正比例するが、化学添加試料では自乗に比例している。Cross Effectの理論に基づけば、核偏極・緩和ともに近接する電子スピン対のフリップ・フロップによって誘発される。化学添加試料において速度が濃度の自乗に比例するのは、均一分散したフリーラジカルが偶発的に対を作る確率に相当する。一方、ポリエチレンを電子線照射すると放射線によるC-H結合の直接分解、および生成したHラジカルによる引抜反応によりアルキルラジカル対を作る。速度が濃度に正比例するのはこのアルキルラジカル対が偏極・緩和を引き起こすと考えられる。
熊田 高之; 阿久津 和宏*; 大石 一城*; 森川 利明*; 河村 幸彦*; 鈴木 淳市*; 鳥飼 直也*
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構造研究に用いる冷中性子の軽水素核に対する散乱能は両者の相対的なスピン方向に強く依存する。そのため、水素を構成元素に持つソフトマテリアル複合材料の構造解析においては、試料の水素核偏極度を変えながら複数の偏極中性子散乱プロファイルを測定し、それらを総合的に解析することで単一測定では得られない成分毎の構造情報を得ることができるようになる(スピンコントラスト法)。我々は本手法を中性子反射率測定と組み合わせ表面構造の解析に広げようと考え、核スピン偏極装置の開発を行った。ポリスチレン標準試料を用いて測定したところ、新装置の偏極度はマイクロ波強度とともに増大し12%まで達したが、それ以上の強度では減少してしまった。これは、マイクロ波入射に伴う試料の温度上昇により核緩和速度が増大したためであると考えられる。偏極度12%はスピンコントラスト実験が可能な偏極度であるが、2017年3月のマシンタイムまでにもう少し上げたいところである。