多重コインシデンス法によるクラスター・放射線相互作用に関する基礎的研究

利用多重符合法进行团簇-辐射相互作用的基础研究

• 批准号: 02J01655
• 负责人: 間嶋 拓也
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J01655/
• 关键词: フラーレン; イオン衝突; 二次電子; 放射線物理; 多重分解; 多重電離; クラスター; トリプルコインシデンス

本研究では,MeV重イオンとC_<60>分子の衝突及びそれに伴う緩和(分解)過程を見ることにより,多体系との相互作用の微視的解明を目的に研究を行った.多原子系との衝突においては,電離,電子励起,振動励起などの多くの自由度にエネルギー分配されるため,エネルギー付与量だけでは分解の描像は決まらない.標的電子との相互作用に話を限ったとしても,分解を引き起こすトリガーとして,次の二つの可能性を考えることができる.一つは,多重電離によって生成された多価のC_<60>イオンが,クーロン斥力により分解するクーロン爆発的描像.もうひとつは,高い内部励起エネルギーにより不安定化し崩壊する描像である.そこで,それらの寄与を実験的に決定するために,多重コインシデンスシステムを確立し研究を行った.具体的には次の3つに関して同時測定を行った.(1)衝突により生成された分解片イオンの飛行時間測定(TOF),(2)衝突時に放出される二次電子個数(n_e),(3)衝突後の価数選別された入射粒子(q').測定されたTOF-n_eコインシデンススペクトルから,放出電子数依存の分解パターンを得ることができた.この結果,分解過程が,分解直前の一時的高励起多価イオンC_<60^<r+>>^<**>の価数rでは決まらず,内部エネルギー量で支配されることが検証された.これは,低速多価イオン衝突の結果とは全く対照的な結果である.また,2電子捕獲から3電子損失まで系統的に測定した結果も得られている.今回得られた放出電子個数分布は,イオン衝突によるC_<60>の多重電離確率を直接測定していることに対応している.多数の分解片イオンが生成するため従来の反跳イオンの価数測定では多重電離分布を決定することは出来ず,これは今回始めて得られた重要な結果である.結果は,n_e〜10での盛り上がりのある構造をもつことが分かった.局所電子密度近似によるエネルギー付与分布の計算と比較した結果,この構造はクラスターや巨大分子に特有の構造であるという結論に達した.多重電離確率の理論計算は容易ではないが,付与エネルギーの12パーセントがイオン化ポテンシャルに用いられるとすると,比較的良く実験を再現することが分かった.また,統計的エネルギー付与モデルによる計算を行うとさらに良く分布を再現できることが分かった.Au衝突(0.4MeV)においては,非常に少ない電子個数であるにも関わらず,激しい多重分解が優勢であり,核的阻止能の寄与を支持する結果を得た.

This study explains the microscopic view of the collision and relaxation (decomposition) process of MeV heavy-duty C_<60> molecules and the multi-system interaction. The purpose is to study the relationship between polyatomic system and collision, ionization, electron excitation, and vibration. The degree of freedom that motivates you is the freedom of movement, the distribution of freedom, and the distribution of freedom. Quantity is the decomposition of the image and the electron is the target of the interaction and the limit is the limit.としても, decomposition of をinduced きrise こすトリガーとして, times of の二つのpossibility を考えることができる.一つは, multiple ionization によって generates された多価のC_<60>イオンが, the image of クーロン repulsion により decomposition するクーロンExplosion. もうひとつは,高い的 Internal Rise エネルギーにより无码 しCollapse 磊する图　如である.そこで,それらの发 and を実験’s にdeterminationするために,多コインシデンスシステムをEstablishment of research を行った. Specific には时の3つに关してsimultaneous measurement of を行った. (1) Conflict によりGeneration of されたDecomposition piece イオンのTime of flight measurement (TOF) , (2) The number of secondary electrons released during collision (n_e), (3) The number of incident particles selected after collision (q'). Measurement of TOF-n_eコインシデンススペクトルから, release electron number dependent decomposition パターンをget ることができた.このThe result, the decomposition process が, the momentary high motivation before decomposition 価イオンC_<60^ <r+>>^<**>の価数rではdeterminationまらず, internal control of quantityされることが検证された.これは, the result of low-speed multi-価イオン conflict とは全く対The result of the photo is the measurement result of the 2-electron capture system and the 3-electron loss system. The distribution of the number of electrons released this time is the distribution of the number of electrons released.よるC_<60>のmultiple ionization accuracyをdirect measurementしていることに対応している.Multiple disassembly pieces of するため従来のrebound イオンの価quantity measurementでは多The distribution of heavy ionization determines how important it is to come out, and how important it is to get started now.果である.RESULTは,n_e～10での生り上がりのあるstructuralをもつことがCalculation and comparison of local electron density approximation and distribution As a result, the structure of the giant molecule is unique and the structure is concluded. Tatsuki. Theoretical calculation of multiple ionization accuracy is easy. 2パーセントがイオン化ポテンシャルに用いられるとすると, comparatively good実験をReproductionすることが分かった.また,Statistical エネルギーpaidモデルによるCalculationを行うとさらに好く distributionをReproductionできることが分かった.Au conflict ( 0.4MeV), the number of electrons is very small, the number of electrons is very small, the number of electrons is high, the advantage of multiple decomposition is the advantage, and the nuclear blocking energy is supported by the result.

项目成果

T.Majima, Y.Nakai, H.Tsuchida, A.Itoh: "Correlation between multiple ionization and fragmentation of C_<60> in 2 MeV Si^<2+> collisions Evidence for fragmentation induced by internal excitation"Physical Review A (Rapid Communications). Vol.69(to be publis

T.Majima、Y.Nakai、H.Tsuchida、A.Itoh：“2 MeV Si^<2> 碰撞中 C_<60> 的多重电离与碎裂之间的相关性，内部激发诱导碎裂的证据”物理评论 A（快速

間嶋 拓也: "The role of nuclear stopping power in fast heavy ion collision with C_<60>"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B : Beam Interactions with Materials and Atoms. Vol.193. 209 (2002)

Takuy​​a Mashima：“核阻止能力在与 C_<60> 的快速重离子碰撞中的作用”物理研究中的核仪器和方法 B 部分：束与材料和原子的相互作用，第 193 卷（2002 年）。

伊藤 秋雄: "Inelastic collisions between fast heavy ions and C_<60>"Interaction of Fast Charged Particles with Solids Proceedings of the 8^<th> Japan-Russia International Symposium. 162 (2003)

伊藤昭夫：“快重离子与C_<60>之间的非弹性碰撞”第8届日俄国际研讨会论文集《快带电粒子与固体的相互作用》162（2003）。

間嶋 拓也: "Velocity dependence of C_<60> fragmentation induced by MeV neutral Au^0 impacts"Atomic collision research in Japan. No.28. 36 (2002)

Takuy​​a Mashima：“MeV中性Au^0撞击引起的C_<60>碎片的速度依赖性”日本原子碰撞研究第28期（2002年）。

A.Itoh, T.Majima: "Electron emission and fragmentation of C_<60> in collisions with energetic particles"Vacuum. No.73. 53 (2004)

A.Itoh、T.Majima：“与高能粒子碰撞时 C_<60> 的电子发射和碎片”真空。