JP2005326299A - 低速陽電子生成のための減速材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数列状に配置された細線を用いて低速陽電子生成のための減速材を構成する。
【解決手段】第１の一対の枠体に細線を互いに所定の間隔を開けて複数列状に巻き付けて固定する工程と、細線を巻き付けられた第１の一対の枠体を複数列状に配置された細線を固定された一方の枠体と複数列状に配置された細線を固定された他方の枠体とに分離する工程と、分離された一方の枠体と他方の枠体とを一方の枠体と他方の枠体とにそれぞれ固定された細線が当接するように配置する工程と、当接するように配置された一方の枠体と他方の枠体とにそれぞれ固定された細線を第２の一対の枠体の内径側の空間領域に配置するように第２の一対の枠体を締結手段により固定する工程と、締結手段により固定された第２の一対の枠体の外径側において細線を切断し第１の一対の枠体と第２の枠体とを分離する工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、低速陽電子生成のための減速材およびその製造方法に関し、さらに詳細には、陽電子線源から放出された陽電子を入射して減速することにより低速陽電子を生成する低速陽電子生成のための減速材およびその製造方法に関する。

従来より、低速陽電子は、陽電子線源から放出される高速の陽電子を減速することにより生成していた。

即ち、陽電子線源としては、一般に、β崩壊によって陽電子を放出する放射性同位体（ＲＩ）と、高エネルギー光子による電子陽電子対生成とが利用されている。

しかしながら、こうした陽電子線源から放出される陽電子のエネルギーは、ＲＩから放出される陽電子では０から４ＭｅＶ程度であり、電子陽電子対生成による場合にはさらに高エネルギー領域にまで広がる連続スペクトルである。

従って、効率よく陽電子を利用するために、陽電子線源から放出された陽電子を物質中に入射して減速することにより低速陽電子を生成し、こうして生成した低速陽電子を利用することが行われている。

そして、こうした陽電子線源から放出された陽電子を入射して減速するための物質を、一般に、「低速陽電子生成のための減速材」と称している（なお、本明細書においては、「低速陽電子生成のための減速材」を、単に「減速材」と適宜に称する。）。

ここで、上記した低速陽電子生成のための減速材は、物質中の陽電子の仕事関数が負となる物質を利用して構成されている。

即ち、減速材中に入射した陽電子は、散乱を繰り返してエネルギーを失い、固体中では数ｐｓのうちに周囲と熱平衡状態（熱化）に達する。熱化した陽電子は、物質中を拡散しているうちに物質中の電子と対消滅し、ほとんどの場合は２本の５１１ＫｅＶのγ線に変換される。この際に、減速材中に原子空孔などの欠陥が存在する場合には、そうした欠陥ではポテンシャルが低くなるため、陽電子は欠陥に捕獲されやすくなり、捕獲されてから周囲の電子と対消滅する。

一方、陽電子の一部は、対消滅する前に拡散によって物質の表面にまで到達する。これら物質の表面にまで到達した陽電子のうちの多くは、表面ポテンシャルに捕獲されて表面電子と対消滅することになるが、物質の表面にまで到達した陽電子のうちの一部は、負の仕事関数に相当する運動エネルギーで再放出されることになる。こうして再放出された陽電子が、低速陽電子である。

従って、陽電子線源から放出される陽電子のうちで、低速陽電子となる割合はきわめて小さいものであるため、陽電子線源から放出される陽電子から効率よく低速陽電子を生成することにできる減速材が望まれている。

ここで、低速陽電子生成のための減速材としてよく利用されているものとして、厚さ１〜５μｍのタングステンフォイル（タングステン箔）がある。

減速材として厚さ１μｍの単結晶タングステンフォイルを用いた場合における、陽電子線源から放出される陽電子から低速陽電子が生成される効率（以下、「変換効率」と称する。）は、本願発明者が知る限りにおいては最高で５．９×１０^−４と報告されている。

なお、減速材として最もよく利用されている多結晶タングステンファイルの変換効率は、本願発明者が知る限りにおいては最高で２．６×１０^−４と報告されているが、通常は、１×１０^−４程度であることが知られている。

一方、上記したタングステンフォイルよりなる減速材とは異なる減速材として、電解研磨により細線化した金属メッシュを重ね合わせて構成した減速材が提案されており、金属メッシュとしてタングステンメッシュを用いた場合の変換効率は、６．４×１０^−４であった。（例えば、特許文献１参照。）。

このように、金属メッシュ、即ち、金属の細線をメッシュ状に形成したものを重ね合わせて構成した減速材は、極めて高い変換効率を得ることができるものであることから、容易に製造可能な手法の提案が強く望まれていた。
特開２００２−２６３９６２号公報 （第３−５頁、図１、図１３）

本発明は、上記したような従来の技術に対する要望に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数列状に配置された細線を用いて構成した容易に製造可能な低速陽電子生成のための減速材およびその製造方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、複数列状に配置された細線を一対の枠体により挟み、これら一対の枠体を締結手段により固定するようにしたものである。

また、本発明は、一対の枠体にそれぞれ複数列状に配置された細線の間に微小片を配置して、これら一対の枠体を締結手段により固定するようにしたものである。

ここで、細線を複数列状に配置する場合には、例えば、Ｘ−Ｙ平面におけるＸ軸方向に延長する細線の複数列とＹ軸方向に延長する細線の複数列とが格子を構成するように交差させたメッシュ状や、Ｘ−Ｙ平面におけるＸ軸方向に延長する細線の複数列のみよりなる簾状や、Ｘ−Ｙ平面におけるＹ軸方向に延長する細線の複数列のみよりなる簾状に配置することができる。

従って、本発明によれば、保持や固定が難しく取り扱いが困難な細線も、枠体に固定することによって取り扱いが容易となり、低速陽電子生成のために減速材を配置する真空チャンバー内における高真空（例えば、公知の磁場輸送Ｅ×Ｂ型低速陽電子ビーム装置においては、１０^−５〜１０^−６Ｐａである。）や超高真空中（例えば、公知の磁場輸送Ｅ×Ｂ型低速陽電子ビーム装置においては、１０^−７〜１０^−９Ｐａである。）での使用が可能となる。

また、陽電子が捕獲される減速材中の原子空孔などの欠陥の密度を小さくするために細線をアニールすることが好ましいが、細線が枠体に固定されているので、アニールの際の細線の切断やクラック発生を避けることができるようになる。

なお、変換効率が大きくなるように、細線の数と並べ方および重ね方を適宜に調整して最適化を図ることが好ましいが、こうした調整は、枠体へ挟み込む細線の配置を変えればよいので、極めて簡単な作業により行うことができる。

即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、複数列状に配置された細線を一対の枠体により挟み、上記一対の枠体を締結手段により固定してなるものである。

また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、一方の枠体に固定されて複数列状に配置された細線と他方の枠体に固定されて複数列状に配置された細線との間に微小片を配置して、上記一方の枠体と上記他方の枠体とを締結手段により固定してなるものである。

また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の発明において、上記細線を陽電子の仕事関数が負となる物質より構成するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記一対の枠体を耐高真空性および耐高温性を備えた物質より構成するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、第１の一対の枠体に細線を互いに所定の間隔を開けて複数列状に巻き付けて固定する第１の工程と、上記第１の工程で上記細線を巻き付けられた上記第１の一対の枠体を、複数列状に配置された上記細線を固定された一方の枠体と複数列状に配置された上記細線を固定された他方の枠体とに分離する第２の工程と、上記第２の工程により分離された上記一方の枠体と上記他方の枠体とを、上記一方の枠体と上記他方の枠体とにそれぞれ固定された上記細線が当接するように配置する第３の工程と、上記第３の工程により当接するように配置された上記一方の枠体と上記他方の枠体とにそれぞれ固定された上記細線を、第２の一対の枠体の内径側の空間領域に配置するように上記第２の一対の枠体を締結手段により固定する第４の工程と、上記第４の工程で上記締結手段により固定された上記第２の一対の枠体の外径側において上記細線を切断し、上記第１の一対の枠体と上記第２の枠体とを分離する第５の工程とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、第１の一対の枠体に細線を互いに所定の間隔を開けて複数列状に巻き付けて固定する第１の工程と、上記第１の工程で上記細線を巻き付けられた上記第１の一対の枠体を、複数列状に配置された上記細線を固定された一方の枠体と複数列状に配置された上記細線を固定された他方の枠体とに分離する第２の工程と、上記第２の工程により分離された上記一方の枠体と上記他方の枠体とを、上記一方の枠体と上記他方の枠体とにそれぞれ固定された上記細線が当接するように配置し、上記一方の枠体に固定された上記細線と上記他方の枠体に固定された細線との間に微小片を配置する第３の工程と、上記第３の工程により当接するように配置された上記一方の枠体と上記他方の枠体とにそれぞれ固定された上記細線および上記微小片を、第２の一対の枠体の内径側の空間領域に配置するように上記第２の一対の枠体を締結手段により固定する第４の工程と、上記第４の工程で上記締結手段により固定された上記第２の一対の枠体の外径側において上記細線を切断し、上記第１の一対の枠体と上記第２の枠体とを分離する第５の工程とを有するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項５または請求項６のいずれか１項に記載の発明において、上記細線および上記微小片を陽電子の仕事関数が負となる物質より構成するようにしたものである。

また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、本発明のうち請求項５、請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の発明において、上記第２の一対の枠体を耐高真空性および耐高温性を備えた物質より構成するようにしたものである。

本発明は、複数列状に配置された細線を用いて構成した容易に製造可能な低速陽電子生成のための減速材およびその製造方法を提供することができるという優れた効果を奏する。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による低速陽電子生成のための減速材およびその製造方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

図１には、本発明の実施の形態の一例による低速陽電子生成のための減速材の製造方法を実施するための装置構成の概略構成説明図が示されている。

ここで、本発明による低速陽電子生成のための減速材を製造するに際しては、細線として線径８μｍで長さが１００００ｍのタングステン線１００を用いることとした。また、このタングステン線１００は、外径が直径５ｃｍであって内径側の中心部位に貫通孔１０２ａを穿設した円筒形状のリール１０２に巻かれているものである。

一方、タングステン線１００を内径側の空間領域１０４ａにおいて交差することなく並列に複数列状に配置するように巻いて、タングステン線１００を張っていく一対の枠体１０４−１、１０４−２として、外寸Ａが５ｃｍであり、内寸Ｂが４ｃｍであり、厚さＴが０．３ｍｍのプラスチック製の枠体を用いた。

なお、図１において、符号２００は、両端を図示しない支持部材によって支持されるとともに、円筒形状のリール１０２の貫通孔１０２ａに挿通されたリール支持軸である。リール１０２の貫通孔１０２ａとリール支持軸２００の外径との間には図示しないベアリングが配置されており、リール１０２はリール支持軸２００に対して回動自在に配置されている。

また、符号３００−１、３００−２は、図示しないモーターの回転に伴い軸線周りに回動される一対の枠体支持軸であり、枠体支持軸３００−１と枠体支持軸３００−２との間に、２枚重ね合わせた一対の枠体１０４−１、１０４−２を保持することができるようになされている。

さらに、符号４００は、タングステン線１００をリール１０２から一対の枠体１０４−１、１０４−２へ巻き取る際の張力を調整するための張力調整板である。

以上の構成において、本発明の実施の形態の一例による低速陽電子生成のための減速材を製造するには、まず、一対の枠体１０４−１、１０４−２を互いの外形および空間領域１０４ａが重ね合わさるようにして、枠体支持軸３００−１と枠体支持軸３００−２との間に２枚重ね合わせた状態で固定的に保持させる。なお、本発明の理解を容易にするために、２枚重ね合わせられた一対の枠体１０４−１、１０４−２は、図１に示す直交座標系におけるＸ−Ｙ平面上に沿って配置されるものとし、タングステン線１００はリール１０２から一対の枠体１０４−１、１０４−２へＺ軸方向に沿って移動するものとする。

次に、一対の枠体１０４−１、１０４−２の表面に接着剤を塗布し、タングステン線１００の先頭部を接着剤により一対の枠体１０４−１、１０４−２に固定し、それからモーター（図示せず。）を駆動して枠体支持軸３００−１、３００−２を回転する。

この枠体支持軸３００−１、３００−２の回転に伴い一対の枠体１０４−１、１０４−２も回転し、リール１００から一対の枠体１０４−１、１０４−２にタングステン線１００が巻き取られ、巻き取られたタングステン線１００は接着剤により一対の枠体１０４−１、１０４−２に順次に固定される。これにより、タングステン線１００を一対の枠体１０４−１、１０４−２の空間領域１０４ａに、図１に示す直交座標系におけるＸ−Ｙ平面上のＹ軸方向に複数列状に延長した簾状に配置することができる。

この際に、張力調整板４００によりタングステン線１００の張力を調整することにより、タングステン線１００を均斉、かつ、たるみが生じないように一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き付けていくことが好ましい。

即ち、一対の枠体１０４−１、１０４−２へのタングステン線１００の巻き付けの際の並びや重ね合わせが均斉に行われていない場合には、後述するように一対の枠体１０４−１、１０４−２へ巻き付けたタングステン線１００を重ね合わせて減速材を構成した際に、穴が開いて陽電子が通過する箇所や重ね合わせが多すぎる箇所が存在するようになる恐れがあり、タングステン線１００からの再放出後表面に再捕獲される陽電子の割合が多くなり、陽電子の変換効率は小さくなってしまう恐れがあるからである。

また、一対の枠体１０４−１、１０４−２へのタングステン線１００の巻き付けにたるみがある場合には、陽電子線源と減速材と引き出しグリッドとを組み合わせた装置たる陽電子銃を構成した際に、そのたるみの部分が陽電子線源や引き出しグリッドと接触する恐れがあり、陽電子線源と減速材と引き出しグリッドとの電気的絶縁が確保できなくなってしまう恐れがあるからである。

つまり、陽電子銃においては、陽電子線源から放出された陽電子の減速材に入射する割合が大きくなるように、減速材は陽電子線源のすぐそばに置かれる。このとき、タングステン線１００のような細線を使った減速材では陽電子線源側に再放出された陽電子もビームとして利用できるように、陽電子線源に対し減速材の電位を低くするようになされている。また、再放出される陽電子を効率よく引き出すために、減速材のそばに引き出しグリッドを置き、電場によって陽電子の引き出しを行う。これらの目的のために、陽電子線源と減速材と引き出しグリッドとは電気的に絶縁されている必要があるものである。

ここで、この実施の形態においては、一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き付けられたタングステン線１００の間隔が０．１ｍｍとなるように、枠体支持軸３００−１、３００−２を軸方向に移動させる送り量を設定している。また、一対の枠体１０４−１、１０４−２におけるタングステン線１００を張った部分の幅が１２ｍｍとなるようにした。

即ち、一対の枠体１０４−１、１０４−２におけるタングステン線１００を張った部分の幅が１２ｍｍとなったときに、図示しないモーターを停止して枠体支持軸３００−１、３００−２の回転を停止する。

それから、一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き付けられているタングステン線１００の最尾部を接着剤により一対の枠体１０４−１、１０４−２に固定し、その後に、当該最尾部部位においてタングステン線１００を切断し、一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き付けられているタングステン線１００とリール１０２に巻き付けられているタングステン線１００とを分離する。

これにより、タングステン線１００を一対の枠体１０４−１、１０４−２の空間領域１０４ａに、互いに０．１ｍｍの間隔を開けて上記Ｘ−Ｙ平面におけるＹ軸方向に複数列状に延長した簾状に配置することができる。換言すれば、幅１２ｍｍの間に０．１ｍｍの間隔でタングステン線１００を配置しているので、一対の枠体１０４−１、１０４−２にタングステン線１００を０．１ｍｍの間隔で１２０本平行に並べたものが得られることになる。

次に、枠体支持軸３００−１、３００−２からタングステン線１００を巻き付けた一対の枠体１０４−１、１０４−２を取り外し、巻き付けたタングステン線１００が上記Ｘ−Ｙ平面におけるＸ軸方向に複数列状に延長した簾状に配置されるように一対の枠体１０４−１、１０４−２を９０度回転してから、再び枠体支持軸３００−１、３００−２に取り付け固定する。

それから、上記と同様にして、一対の枠体１０４−１、１０４−２に対し、タングステン線１００を０．１ｍｍの間隔を開けて幅が１２ｍｍとなるまで巻き付けて固定する。

その結果、図２に示すように、一対の枠体１０４−１、１０４−２の空間領域１０４ａには、上記Ｘ−Ｙ平面におけるＸ軸方向に延長するタングステン線１００とＹ軸方向に延長するタングステン線１００とを格子を構成するように交差させたタングステン線１００のメッシュ５００が形成されることになる。より詳細には、上記Ｘ−Ｙ平面におけるＸ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれにおいて、タングステン線１００が１段に１２０本列状に並んだ格子が形成されることになる。

そして、この実施の形態においては、上記した一対の枠体１０４−１、１０４−２へのタングステン線１００の巻き付け操作を繰り返して、タングステン線１００を上記Ｘ−Ｙ平面におけるＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ１０段、２０段、３０段、４０段重ねた４種類のメッシュ５００を形成した。

即ち、一対の枠体１０４−１、１０４−２へタングステン線１００を必要な段数、即ち、１０段、２０段、３０段または４０段巻き終えてから、上記と同様に一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き取られているタングステン線１００の最尾部を接着剤で一対の枠体１０４−１、１０４−２に固定し、一対の枠体１０４−１、１０４−２の端でタングステン線１００を切断することにより、一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き付けられているタングステン線１００とリール１０２に巻き付けられているタングステン線１００とを分離するものである。

次に、タングステン線１００を巻き付けている一対の枠体１０４−１、１０４−２を分離する。即ち、タングステン線１００が巻き付けられた一対の枠体１０４−１、１０４−２を、空間領域１０４ａに複数列状に配置されたタングステン線１００を固定された一方の枠体１０４−１と、空間領域１０４ａに複数列状に配置されたタングステン線１００を固定された他方の枠体１０４−２とに分離する。

このように、２枚重ね合わせた一対の枠体１０４−１、１０４−２に対してタングステン線１００を巻き付け、その後の一対の枠体１０４−１、１０４−２をそれぞれ分離することによって、一度の作業によりメッシュ状にタングステン線１００を張ってメッシュ５００を形成した２個の枠体１０４−１と枠体１０４−２とを得ることができる。

ここで、分離した一方の枠体１０４−１を裏返して他方の枠体１０４−２と重ねて、一対の枠体１０４−１、１０４−２に巻き付けた段数の２倍の段数を備えたメッシュ５００を形成するようにしてもよい。

以上のようにして形成したメッシュ５００を減速材として用いることになるのであるが、超高真空（例えば、公知の磁場輸送Ｅ×Ｂ型低速陽電子ビーム装置においては、１０^−７〜１０^−９Ｐａである。）中で使用することを考慮すると、一対の枠体１０４−１、１０４−２に対して接着剤を用いてタングステン線１００を固定する手法はあまり適当ではない。また、上記したように、例えば、温度２０００℃でタングステン線１００をアニールすることを考慮すると、プラスチック製の一対の枠体１０４−１、１０４−２に取り付けたままの状態でタングステン線１００をアニールすることは適当ではない。

このため、本発明においては、図３（ａ）（ｂ）に示すような、一対の枠体１０４−１、１０４−２に形成されたタングステン線１００のメッシュ５００を配置可能な内径側に形成された空間領域６００ａ（空間領域６００ａは、縦横が少なくとも１２ｍｍの正方形状を備えている。）を備えたタングステン製の一対の減速材枠体６００−１、６００−２により、メッシュ５００の領域が空間領域６００ａに位置するようにタングステン線１００を挟み込んで、これら一対の減速材枠体６００−１、６００−２同士をネジなどの締結手段によって固定的に連結している（図４参照。）。

なお、図６（ａ）は陽電子銃内に組み込んだ際に陽電子線源側に位置する減速材枠体６００−１を示し、図６（ｂ）は陽電子銃内に組み込んだ際に引き出しグリッド側に位置する減速材枠体６００−２を示している。

それから、減速材枠体６００−１の外形に沿ってタングステン線１００を切断して、メッシュ５００を空間領域６００ａに配置した一対の減速材枠体６００−１、６００−２を一対の枠体１０４−１、１０４−２から切り離すことにより、減速材７００を得ることができる（図５参照。）なお、図６には、図５に示す減速材７００の一部の顕微鏡写真が示されている。

次に、本願発明者が行った実験結果について説明するが、この実験では、上記したようにして製造した減速材７００の中で、タングステン線１００をＸ軸方向とＹ軸方向とに沿ってそれぞれ２０段重ねて形成したメッシュ５００を備えた減速材７００を用いた。

即ち、この実験は、このタングステン線１００をＸ軸方向とＹ軸方向とに沿ってそれぞれ１０段重ねて形成したメッシュ５００を備えた減速材７００について、低速陽電子の変換効率を測定したものである。

なお、測定の前に、減速材７００のアニールを行った。このアニールは、タングステンフィラメントを通電によって加熱し、その輻射熱によって減速材７００を過熱する方法で行った。一対のタングステンフィラメント（線径０．６ｍｍ）で減速材７００を挟持し、高真空中で電力１２００Ｗ程度を加えた。このとき、タングステンフィラメントの温度をパイロメーターで測定したところ、およそ２３００℃であった。減速材７００の温度については、このタングステンフィラメントの温度である２３００℃よりも数１００℃低いのではないかと思料されるので、アニール温度としては不十分であったかもしれない。

また、変換効率の測定に際しては、公知の磁場輸送Ｅ×Ｂ型低速陽電子ビーム装置を用い、減速材７００を陽電子銃に取り付けて行った。なお、使用した陽電子線源は、^２２Ｎａ（２６ｍＣｉ）である。

陽電子線源から放出された陽電子は減速材７００で低速陽電子に変換され、電場によって加速され、磁場による収束を受けてビームとして輸送される。輸送の途中で、陽電子線源からの消滅γ線と高速のまま減速材７００を通過した陽電子を除去するために、Ｅ×Ｂフィルターによってビーム軌道を曲げている。ビームを試料チェンバー内のグラファイト試料（直径１５ｍｍ）に入射させ、陽電子の消滅γ線の強度を測定した。

そして、この測定した陽電子の消滅γ線の強度と^２２Ｎａ標準陽電子線源をグラファイト試料の位置に置き換えて測定したときの消滅γ線強度とを比較し、ビーム強度を求めた。

そうしたところ。減速材７００の変換効率は、^２２Ｎａ陽電子線源から放出される全陽電子数に対する低速陽電子ビーム強度の割合であるが、測定結果によれば変換効率は５．３×１０^−４となり、単結晶タングステン薄膜程度の変換効率が達成された。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明による低速陽電子生成のための減速材の他の実施の形態について説明する。

この実施の形態は、図７に示すように、上記した実施の形態に加えて、メッシュ５００を構成する一方の枠体１０４−１の空間領域１０４ａに複数列状に配置されたタングステン線１００と他方の枠体１０４−２の空間領域１０４ａに複数列状に配置されたタングステン線１００と間に微小片８００を挟持させ、微小片８００および微小片８００を挟持したタングステン線１００を空間領域６００ａに配置して一対の減速材枠体６００−１、６００−２を固定することにより、減速材９００を構成したものである。

なお、この実施の形態においては、微小片８００としては、図８に示すイリジウムホィスカーを用いた。

以下、上記した実施の形態と異なる点を中心に、減速材９００の製造方法を説明すると、まず、一方の枠体１０４−１にタングステン線１００をＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ延長するようにしてにして１段ずつ重ねて張って形成したメッシュ５００の上に、微小片８００としてイリジウムホィスカーを均等に載置する。

ここで、イリジウムホィスカーは、綿埃のように絡まっているため、いったんほぐす必要がある。このため、必要な量のイリジウムホィスカーをビーカーに取ったアルコールの中に入れて、超音波洗浄機で洗浄する。１５〜２０分の超音波洗浄によって絡まりあったイリジウムホィスカーが解けることになり、これをスポイトで少量吸い上げてゆっくりとメッシュ５００の上に滴下する。

メッシュ５００上に必要な量のイリジウムホィスカーを均等に載せてから、その上に他方の枠体１０４−２にタングステン線１００をＸ軸方向とＹ軸方向とにそれぞれ延長するようにしてにして１段ずつ重ねて張って形成したメッシュ５００を載せて、上記した実施に形態と同様に、イリジウムホィスカーを挟持したメッシュ５００を一対のタングステン製の減速材枠体６００−１、６００−２の空間領域６００ａに配置するようにして挟んだ後に、これら一対の減速材枠体６００−１、６００−２をネジなどの締結手段により固定的に結合する。これにより、変換効率の高い減速材９００を得ることができる。

このように、タングステン線１００などの細線によって微小片を挟持するようにした場合には、微小片として、陽電子の仕事関数が負であるので陽電子生成のための減速材として有望と考えられていても線径を１０μｍ程度以下の細線に加工が困難な延性の小さな素材や展性が小さいために厚さ数ミクロンの箔に加工の困難な素材を用いることができ、変換効率の高い減速材９００を容易に得ることができる。

即ち、線径を１０μｍ程度以下の細線に加工が困難な延性の小さな素材や展性が小さいために厚さ数μｍの箔に加工の困難な素材も、数１０μｍ程度の長さを持った微小片、例えば、ホィスカーなどの微小線材あるいは微小面積の薄片に加工することは比較的容易である。一例として、基板の上に素材を蒸着した後に基板と分離することによって、容易にこれら微小素材や微小薄片を得ることができる。

また、強度が小さいために自立した薄膜として利用が困難な素材もあるが、このような微小素材や強度の小さな素材、即ち、微小片を、上記した実施の形態によれば減速材として利用することができる。

なお、微小片８００を挟持するタングステン線１００などの細線は、メッシュ状に配置されたものでもよいし、上記したような簾状に配置されたものでもよい。

微小片８００を挟持するタングステン線１００などの細線の間隔は、例えば、１０μｍ〜数ｍｍに設定することができ、微小片８００のサイズに応じて適宜に決定すればよい。 また、変換効率が大きくなるように、単位面積当たりの微小片８００の質量を調整して最適化することが好ましい。

なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（８）に示すように変形することができるものである。

（１）上記した実施の形態においては、細線としてタングステン線１００を用いた場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、白金やニッケルなどの陽電子の仕事関数が負である物質を適宜に用いることができる。

（２）上記した実施の形態においては、微小片８００としてイリジウムホィスカーを用いた場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、ＳｉＣやＬｉＦなど陽電子の仕事関数が負である物質を適宜に用いることができる。

（３）上記した実施の形態においては、一対の枠体１０４−１、１０４−２をプラスチックにより構成した場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、金属やセラミックスなどの物質を適宜に用いることができる。また、一対の枠体１０４−１、１０４−２の形状も任意に設定することができる。

（４）上記した実施の形態においては、一対の減速材枠体６００−１、６００−２をタングステンにより構成した場合について説明したが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、必要なアニール温度に耐えられ、真空中への湧き出しの少ない金属などを適宜に用いることができる。また、一対の減速材枠体６００−１、６００−２の形状も任意に設定することができる。即ち、一対の枠体１０４−１、１０４−２と同様な四角形状としてもよい。

（５）上記した実施の形態においては、細線として線径８μｍのタングステン線１００を用いた場合について説明したが、細線の線径はこれに限られるものではないことは勿論であり、例えば、１ミクロンオーダーから１０ミクロンオーダーまで適宜の線径を選択することができる。

（６）一対の枠体１０４−１、１０４−２にタングステン線１００を巻き付ける際の間隔や段数なども任意であり、適宜の間隔や段数を選択することができる。

（７）上記した実施の形態においては、タングステン線１００を一対の枠体１０４−１、１０４−２に固定する際に、タングステン線１００が巻き付けられる領域に接着剤を塗布した後にタングステン線１００を順次に巻き付けて固定するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、一対の枠体１０４−１、１０４−２にタングステン線１００を巻き付ける毎に、接着剤によりタングステン線１００を一対の枠体１０４−１、１０４−２に対して固定するようにしてもよい。

（８）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（７）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、磁場輸送Ｅ×Ｂ型低速陽電子ビーム装置を含むあらゆる低速陽電子ビーム装置の減速材として利用することができるものである。

本発明の実施の形態の一例による低速陽電子生成のための減速材の製造方法を実施するための装置構成の概略構成説明図である。 タングステン線を巻き付けた状態の一対の枠体の正面斜視図である。 （ａ）は陽電子銃内に組み込んだ際に陽電子線源側に位置する減速材枠体の正面図であり、（ｂ）は陽電子銃内に組み込んだ際に引き出しグリッド側に位置する減速材枠体の正面図である。 一対の枠体に形成されたタングステン線のメッシュを配置可能な内径側に形成された空間領域を備えた一対の減速材枠体により、メッシュの領域が空間領域に位置するようにタングステン線を挟み込んで、これら一対の減速材枠体同士をネジによって固定的に連結した状態を示す正面図である。 本発明の実施の形態の一例による減速材の正面図である。 図５に示す減速材の一部を示す倍率１００倍の顕微鏡写真である。 本発明の他の実施の形態による減速材の正面図である。 イリジウムホィスカーを示す倍率２４０倍の顕微鏡写真である。

符号の説明

１００ タングステン線
１０２ リール
１０２ａ 貫通孔
１０４−１、１０４−２ 枠体
１０４ａ 空間領域
２００ リール支持軸
３０１−１、３００−２ 枠体支持軸
４００ 張力調整板
５００ メッシュ
６００−１、６００−２ 減速材枠体
６００ａ 空間領域
７００ 減速材
８００ 微小片
９００ 減速材

Claims (8)

1. 複数列状に配置された細線を一対の枠体により挟み、前記一対の枠体を締結手段により固定してなる
   ことを特徴とする低速陽電子生成のための減速材。
2. 一方の枠体に固定されて複数列状に配置された細線と他方の枠体に固定されて複数列状に配置された細線との間に微小片を配置して、前記一方の枠体と前記他方の枠体とを締結手段により固定してなる
   ことを特徴とする低速陽電子生成のための減速材。
3. 請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の低速陽電子生成のための減速材において、
   前記細線は、陽電子の仕事関数が負となる物質よりなる
   ことを特徴とする低速陽電子生成のための減速材。
4. 請求項１、請求項２または請求項３のいずれか１項に記載の低速陽電子生成のための減速材において、
   前記一対の枠体は、耐高真空性および耐高温性を備えた物質よりなる
   ことを特徴とする低速陽電子生成のための減速材。
5. 第１の一対の枠体に細線を互いに所定の間隔を開けて複数列状に巻き付けて固定する第１の工程と、
   前記第１の工程で前記細線を巻き付けられた前記第１の一対の枠体を、複数列状に配置された前記細線を固定された一方の枠体と複数列状に配置された前記細線を固定された他方の枠体とに分離する第２の工程と、
   前記第２の工程により分離された前記一方の枠体と前記他方の枠体とを、前記一方の枠体と前記他方の枠体とにそれぞれ固定された前記細線が当接するように配置する第３の工程と、
   前記第３の工程により当接するように配置された前記一方の枠体と前記他方の枠体とにそれぞれ固定された前記細線を、第２の一対の枠体の内径側の空間領域に配置するように前記第２の一対の枠体を締結手段により固定する第４の工程と、
   前記第４の工程で前記締結手段により固定された前記第２の一対の枠体の外径側において前記細線を切断し、前記第１の一対の枠体と前記第２の枠体とを分離する第５の工程と
   を有することを特徴とする低速陽電子生成のための減速材の製造方法。
6. 第１の一対の枠体に細線を互いに所定の間隔を開けて複数列状に巻き付けて固定する第１の工程と、
   前記第１の工程で前記細線を巻き付けられた前記第１の一対の枠体を、複数列状に配置された前記細線を固定された一方の枠体と複数列状に配置された前記細線を固定された他方の枠体とに分離する第２の工程と、
   前記第２の工程により分離された前記一方の枠体と前記他方の枠体とを、前記一方の枠体と前記他方の枠体とにそれぞれ固定された前記細線が当接するように配置し、前記一方の枠体に固定された前記細線と前記他方の枠体に固定された細線との間に微小片を配置する第３の工程と、
   前記第３の工程により当接するように配置された前記一方の枠体と前記他方の枠体とにそれぞれ固定された前記細線および前記微小片を、第２の一対の枠体の内径側の空間領域に配置するように前記第２の一対の枠体を締結手段により固定する第４の工程と、
   前記第４の工程で前記締結手段により固定された前記第２の一対の枠体の外径側において前記細線を切断し、前記第１の一対の枠体と前記第２の枠体とを分離する第５の工程と
   を有することを特徴とする低速陽電子生成のための減速材の製造方法。
7. 請求項５または請求項６のいずれか１項に記載の低速陽電子生成のための減速材の製造方法において、
   前記細線および前記微小片は、陽電子の仕事関数が負となる物質よりなる
   ことを特徴とする低速陽電子生成のための減速材の製造方法。
8. 請求項５、請求項６または請求項７のいずれか１項に記載の低速陽電子生成のための減速材の製造方法において、
   前記第２の一対の枠体は、耐高真空性および耐高温性を備えた物質よりなる
   ことを特徴とする低速陽電子生成のための減速材製造方法。