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低速陽電子実験施設
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高エネルギー加速器研究機構
物質構造科学研究所 フォトンファクトリー
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SPF
Slow Positron Facility
Institute of Materials Structure Science
High Energy Accelerator Organization
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Information
研究
共同利用
その他
低速陽電子実験施設(SPF)ホーム
低速陽電子実験施設について
陽電子は電子の反粒子です。本実験施設では、専用ライナックをもちいて生成した陽電子からエネルギー可変単色陽電子ビーム (低速陽電子ビーム) をつくり、固体物性や原子分子物理学の研究を行っています。
- 陽電子の発生法
専用ライナックで加速した電子ビームをタンタルコンバータに入射します。
加速エネルギー 55MeV,電力 600W
パルス運転: 50Hz, ショートパルス(1〜10ns可変),ロングパルス(1μs)
タンタルコンバータ(厚さ4mm)中で,高エネルギーの制動放射X線が生じます。
その一部がコンバータ内で電子・陽電子対に転換したときに生じる陽電子を使います。
- 陽電子を低速にする方法
タングステン内の陽電子の仕事関数が負であることを利用します。
電子の仕事関数は正なので,金属から電子を取り出すにはエネルギーを与える必要があります。 しかし陽電子に対する仕事関数が負の金属から,陽電子は自発的に出てきます。
コンバータの下流にタングステンモデレータを置いておきます。
これは,25μm のタングステンの薄膜を格子状に組んだものです。
モデレータに入射した高エネルギー陽電子の一部はその中で熱化します。
熱化とは,エネルギーが低くなりタングステン薄膜と熱平衡の状態になることです。
タングステン内の陽電子に対する仕事関数は負なので,表面に来た陽電子は勝手に飛び出します。
これが低速陽電子です。
- 本施設の低速陽電子ビームの特徴
- 高強度: 5x107 低速陽電子/s
- エネルギー可変(最大35keV)で輸送: 試料や検出器が通常のアース電位で測定が可能なので,高い汎用性があります。これは高強度低速陽電子ビームでは世界で唯一の特性です。
- 標準化されたビームライン分岐法: 実験の発展に応じる高い拡張性があります。
- パルス幅1〜10ns: オルソポジトロニウムのTOFや細孔中の寿命測定が可能です。また,通常のYAGレーザーとの同期が容易です。
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