真空中にトラップされた不安定核イオンの核崩壊を用いた“半衝突法"の開発

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本研究では、^8Liなどの不安定核が、例えばベータ崩壊等核変換を起こした後、それに伴って電子状態がどのようにこれに追随するかに注目している。特に、^8Liの場合、10^<-22>秒程度のごく短い時間のうちに2つのHe核に更に崩壊し、通常の衝突がt=-∞から+∞の時間内で起こる現象を理解しようとするのに対して、ここではt=0から+∞の間に起こる現象を観測できるという意味で、特異なものとなっている。この崩壊寿命に対応するエネルギー幅はMeV程度に達し、これは中間体である^8Be^<2+>核励起状態のQ値と同程度である。そのため放出される2つのHeイオンはQ値と同程度の幅を持ったエネルギー分布で放出されることになる。今年度は、このような極めて興味ある特性を持つ^8Liを高効率で収集し、線型のRFトラップに導く方法をさらに高効率化すると共に、磁気分析器と半導体検出器でエネルギーを決定する方式の改善を図った。各種シミュレーションの結果、位置敏感型の半導体検出器を用い、エネルギーを精度良く測定することにより、核崩壊に伴って放出されるHeイオンのイオン価数はHeのかなり広い運動エネルギー領域において決定できることがわかった。ところで、上の^8Liの収集法としては、フラグメントセパレーターから得られる〜100MeV/uの高速^8Li^+イオンを減速し真空中へ引き出すRFイオンガイド法によっている。また、RFイオンガイドによって得られる^8Liイオンの本実験装置への輸送系の建設もすすめた。さらに、理論グループとの議論を通じて、核崩壊に伴って放出されるHeイオンのイオン価数分布の理論的見積もりをさらに精度高いものにした。