ベータ線核磁気共鳴で探る 原子核の構造と、結晶内部 　松多健策　（核物質学研究グループ） http://vdg.phys.sci.osaka-u.ac.jp 5000種におよぶ不安定核 　　核モーメント（ベータ線核磁気共鳴） 　　核プローブ　結晶内部場 b-NMR

豊中キャンパスマップ

原子核の大きさ 16O 陽子 p n 中性子 X 10万 O H １フェムトメートル ＝１／１０兆センチメートル １オングストローム ＝１／１億センチメートル

結合エネルギー Fe

目のはたらき

光学顕微鏡の世界 光学顕微鏡の限界 〜１ミクロン 　　　　光の波長

電子顕微鏡の世界

トンネル顕微鏡

ラザフォード散乱 長岡半太郎 土星型 高速粒子線束 + + ラザフォード 太陽系型 高エネルギーのビームを作る加速器が必要

エックス線

放射線の発見 ベクレル キュリー

原子核の人工改変 2H 16O 17F 17O ベータ線 ニュートリノ 65秒

放射線の透過力

超新星爆発からのニュートリノ カミオカンデ 大マゼラン星雲 超新星爆発 １５万光年 ニュートリノ SN1987A

ニュートリノをつかまえる カミオカンデ 小柴昌俊 神岡鉱山の地下１０００m ５万トンの水タンク

自然の放射能

原子核の世界

小型バンデ 小型バンデグラフ １０万ボルト

バンデグラフ加速器の仕組み ５百万ボルト

メンテナンス バンデグラフ本体

理化学研究所 RIKEN ring cyclotron

放射線医学総合研究所 重粒子線によるガン治療 シンクロトロン

核物理研究センター リングサイクロトロン

原子核の形

シュテルン パウリ +e 陽子 陽子の磁気モーメントは2.8倍も大きい ラビ Ag シュテルンゲルラッハの実験

核磁気共鳴 核磁気共鳴 （NMR） S N 回る原子核 踊る原子核 + ベータ線 スピンしながら ２万４千年 磁場中で力を受ける マイクロ秒 ブロッホ パーセル

MRI

軽核領域の磁気モーメント 8C n S s/2 L=1

Sigma 8C n S s/2 L=1 9C: スピンは 1.4倍も大きい

Recent situation of Mag. Mom. Present Trial Tz = -3/2

23Al(Ip= ? , T1/2 = 0.47s) 22Mg (0+) × d5/2 s1/2 ? g = m/I Proton halo? s1/2 ? Large Radius 22Mg (0+) × d5/2 I = 5/2 0.54 1.58 3.40 Shell Model 1.58 (5/2+) 3.40 (1/2+) g = m/I

原子核の形

EFG in TiO2

Multi-rf b-NMR/NQR I =3/2 case asymmetry f eqQ/h ZnO or TiO2

Recent Situation Q moments of Light Nulei Recent situation of Q Recent Situation Q moments of Light Nulei Poor precision

Q of Na Isotopes 21Na(3/2+,22.5s) 25Na(5/2+59.6s)

ISAC mSR TRIUMF whole view

ISAC-3D カナダ SiC Target

Polarizer beam line

20Na in ZnO 21Na in ZnO

Q of Na Isotopes Present

Polarized probe nuclei Implantation b-NMR Implantation Polarized probe nuclei e Behaviour lattice site, diffusion Internal fields Bhf, K, EFG Materials Ferro-magnets Metals Semi-conductors Ionic crystals

バンデグラフ加速器施設 33Clの磁気モーメント精密測定 大阪大学理学部 5MV バンデグラフ

setup

NMR spectra 12B in various metals Electronic structure in Metals ----- Shifts in NMR spectra------ NMR spectra 12B in various metals

K =DH/ H0 = B2 ∫EF{(0,E) - (0,E)}dE/H0 K of 13O in Pt Knight shift dia magnetism in vacuum Ee K =DH/ H0 = B2 ∫EF{(0,E) - (0,E)}dE/H0

Nd2Fe14B (NEOMAX)

Latticed site --- Line Width ---- 12N in Al

窒素原子の植え込み位置 12N 12N

窒素原子の植え込み位置と偏極度 Diffusion

P vs T(TiO2)

12B in Si(population) 挿入あり

Site of 12B in Si

ベータ線核磁気共鳴で探る 原子核の構造と、結晶内部 　松多健策　（核物質学研究グループ） http://vdg.phys.sci.osaka-u.ac.jp 5000種におよぶ不安定核 　　核モーメント（ベータ線核磁気共鳴） 　　核プローブ　結晶内部場 b-NMR