JPH0693037B2 - 陽電子ビーム発生装置 - Google Patents
陽電子ビーム発生装置Info
- Publication number
- JPH0693037B2 JPH0693037B2 JP3175122A JP17512291A JPH0693037B2 JP H0693037 B2 JPH0693037 B2 JP H0693037B2 JP 3175122 A JP3175122 A JP 3175122A JP 17512291 A JP17512291 A JP 17512291A JP H0693037 B2 JPH0693037 B2 JP H0693037B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positron
- electrode
- extraction electrode
- emission surface
- emitting surface
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- Particle Accelerators (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、例えば透過型陽電子
顕微鏡などに使用される陽電子ビーム発生装置に関す
る。
顕微鏡などに使用される陽電子ビーム発生装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】 陽電子ビームを得る方法としては、従
来、(1) β+ 崩壊するラジオアイソトープ（ＲＩ）を利
用する方法（例えば、Physical Review Let-ters vol 6
0.No3,pp169 (1988)）。あるいは、(2) 電子ライナック
からの電子ビームをターゲットに照射し、制動放射γ線
による電子対生成を利用する方法などがある。
来、(1) β+ 崩壊するラジオアイソトープ（ＲＩ）を利
用する方法（例えば、Physical Review Let-ters vol 6
0.No3,pp169 (1988)）。あるいは、(2) 電子ライナック
からの電子ビームをターゲットに照射し、制動放射γ線
による電子対生成を利用する方法などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 ところで、上記の
(1) の方法によって得られる陽電子は、その電流量が高
々数１０フェムトアンペア程度であり、例えば陽電子顕
微鏡として使用するには、電流増加と同時に高輝度化を
はかる必要がある。一方、(2) の方法によると、(1) の
方法に比べて１０4 倍程度の電流の陽電子ビームを得る
ことができるものの、装置全体の長さが数１０ｍ程度と
非常に長くしかも装置内で付随的に発生する中性子のシ
ールドが必要となるなど、陽電子ビーム発生装置のみと
して使用するには、あまりにも大型でしかも運転には高
度な知識を必要とするといった問題がある。
(1) の方法によって得られる陽電子は、その電流量が高
々数１０フェムトアンペア程度であり、例えば陽電子顕
微鏡として使用するには、電流増加と同時に高輝度化を
はかる必要がある。一方、(2) の方法によると、(1) の
方法に比べて１０4 倍程度の電流の陽電子ビームを得る
ことができるものの、装置全体の長さが数１０ｍ程度と
非常に長くしかも装置内で付随的に発生する中性子のシ
ールドが必要となるなど、陽電子ビーム発生装置のみと
して使用するには、あまりにも大型でしかも運転には高
度な知識を必要とするといった問題がある。
【０００４】本発明の目的は、簡単かつ小型な装置構成
で、高輝度の陽電子ビームを発生することのできる装置
を提供することにある。
で、高輝度の陽電子ビームを発生することのできる装置
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ための構成を、実施例に対応する図１を参照しつつ説明
すると、本発明は、陽電子を発生するアイソトープ（Ｒ
Ｉ層）１ａにより形成した球状凹面の表面上に、減速材
１ｂを一様に形成することによって得られる陽電子放出
面１と、この陽電子放出面１と対向する位置に配設さ
れ、その放出面１からの陽電子を、球状凹面の中心軸CL
に沿う方向に引き出すための引き出し電極３と、この電
極３と陽電子放出面１との間に所定の電位差を与える電
源４と、陽電子放出面１の外側周囲に配設され、この陽
電子放出面１と引き出し電極３との間に形成される電界
を補正する補正電極２を備えていることによって特徴づ
けられる。
ための構成を、実施例に対応する図１を参照しつつ説明
すると、本発明は、陽電子を発生するアイソトープ（Ｒ
Ｉ層）１ａにより形成した球状凹面の表面上に、減速材
１ｂを一様に形成することによって得られる陽電子放出
面１と、この陽電子放出面１と対向する位置に配設さ
れ、その放出面１からの陽電子を、球状凹面の中心軸CL
に沿う方向に引き出すための引き出し電極３と、この電
極３と陽電子放出面１との間に所定の電位差を与える電
源４と、陽電子放出面１の外側周囲に配設され、この陽
電子放出面１と引き出し電極３との間に形成される電界
を補正する補正電極２を備えていることによって特徴づ
けられる。
【０００６】
【作用】 ＲＩから発生する陽電子は、単一スペクトル
（単一エネルギ）ではなく、核種によって決定される最
大エネルギをもつ連続スペクトルを示す。このような連
続スペクトルの陽電子を、単一スペクトルに変換するに
は、陽電子を減速材によって熱電子速度程度まで減速す
ればよく、しかも、その減速された陽電子は、固体中に
存在するよりも真空中にある方が安定であるという性質
のため減速材からその表面に対して略垂直方向に熱電子
程度の速度で放出されることが知られている。
（単一エネルギ）ではなく、核種によって決定される最
大エネルギをもつ連続スペクトルを示す。このような連
続スペクトルの陽電子を、単一スペクトルに変換するに
は、陽電子を減速材によって熱電子速度程度まで減速す
ればよく、しかも、その減速された陽電子は、固体中に
存在するよりも真空中にある方が安定であるという性質
のため減速材からその表面に対して略垂直方向に熱電子
程度の速度で放出されることが知られている。
【０００７】そこで、本発明では、ＲＩ層１ａおよび減
速材１ｂによって、球面（凹面）形状の陽電子放出面１
を形成することで、熱電子程度の速度の陽電子を、一点
つまり球面の中心Ｃに向かう方向に発生させている。こ
れにより、放出陽電子はその発生初期の向きが集束すべ
き方向へと揃うため、引き出し電極３による集束を効率
よく行うことができる。しかも陽電子放出面１の面積を
大きくしてもビームの発散は少なく、これにより大電流
のビームを得ることが可能となる。
速材１ｂによって、球面（凹面）形状の陽電子放出面１
を形成することで、熱電子程度の速度の陽電子を、一点
つまり球面の中心Ｃに向かう方向に発生させている。こ
れにより、放出陽電子はその発生初期の向きが集束すべ
き方向へと揃うため、引き出し電極３による集束を効率
よく行うことができる。しかも陽電子放出面１の面積を
大きくしてもビームの発散は少なく、これにより大電流
のビームを得ることが可能となる。
【０００８】ここで、陽電子放出面１と引き出し電極３
との間に電位差を単に与えるだけでは、図２(a) に示す
ように、陽電子放出面１の周縁部の電気力線Ｌが外側へ
とふくらむため、陽電子の集束効率があまり良くない。
そこで、本発明においては、補助電極２を設けて、陽電
子放出面１の周囲の電気力線Ｌを、図２(b) に示すよう
に、引き出し電極３に向かって略直線状に延びる形状に
補正する。
との間に電位差を単に与えるだけでは、図２(a) に示す
ように、陽電子放出面１の周縁部の電気力線Ｌが外側へ
とふくらむため、陽電子の集束効率があまり良くない。
そこで、本発明においては、補助電極２を設けて、陽電
子放出面１の周囲の電気力線Ｌを、図２(b) に示すよう
に、引き出し電極３に向かって略直線状に延びる形状に
補正する。
【０００９】
【実施例】 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて
説明する。図１は本発明実施例の構成を示す図である。
基台１ｃに形成した球面（凹面）に、22Ｎａなどによる
ＲＩ層１ａを一様に積層し、さらに、そのＲＩ層１ｂの
内面にＷあるいはＴｉ製の減速材１ｂを一様に積層する
ことによって、球面形状の陽電子放出面１が形成されて
いる。また、陽電子放出面１と対向して引き出し電極３
が配置されており、その対向面は、陽電子放出面１の中
心Ｃと同心の球面形状となっている。また、この引き出
し電極３の中央には、球面の中心軸CLを中心とする孔３
ａが形成されている。
説明する。図１は本発明実施例の構成を示す図である。
基台１ｃに形成した球面（凹面）に、22Ｎａなどによる
ＲＩ層１ａを一様に積層し、さらに、そのＲＩ層１ｂの
内面にＷあるいはＴｉ製の減速材１ｂを一様に積層する
ことによって、球面形状の陽電子放出面１が形成されて
いる。また、陽電子放出面１と対向して引き出し電極３
が配置されており、その対向面は、陽電子放出面１の中
心Ｃと同心の球面形状となっている。また、この引き出
し電極３の中央には、球面の中心軸CLを中心とする孔３
ａが形成されている。
【００１０】陽電子放出面１と引き出し電極３との間に
は電源４が接続されており、この両者間に、引き出し電
極３が負電位となるような電位差が与えられる。また、
陽電子放出面１の側方周囲に沿って補助電極２が配置さ
れている。この補助電極２は陽電子放出面１と引き出し
電極３との間に形成される電界の電気力線を、前述した
形状に補正するものである。
は電源４が接続されており、この両者間に、引き出し電
極３が負電位となるような電位差が与えられる。また、
陽電子放出面１の側方周囲に沿って補助電極２が配置さ
れている。この補助電極２は陽電子放出面１と引き出し
電極３との間に形成される電界の電気力線を、前述した
形状に補正するものである。
【００１１】以上の構成とすることにより、陽電子放出
面１（減速材１ｂの内側表面）からは、単一スペクトル
で、かつ、熱電子程度の速度に減速された陽電子が、そ
の表面に対して略垂直に発生する。この発生した陽電子
は、引き出し電源４によって陽電子放出面１と引き出し
電極３との間に形成され、かつ、補助電極２によって補
正された電界、すなわち図２(b) に示すような電気力線
Ｌを有する電界で、効率よく集束されつつ加速されて高
輝度の陽電子ビームPBとなって進行する。
面１（減速材１ｂの内側表面）からは、単一スペクトル
で、かつ、熱電子程度の速度に減速された陽電子が、そ
の表面に対して略垂直に発生する。この発生した陽電子
は、引き出し電源４によって陽電子放出面１と引き出し
電極３との間に形成され、かつ、補助電極２によって補
正された電界、すなわち図２(b) に示すような電気力線
Ｌを有する電界で、効率よく集束されつつ加速されて高
輝度の陽電子ビームPBとなって進行する。
【００１２】ここで、陽電子放出面１と引き出し電極３
との間に形成される電界の電気力線Ｌの形状を、図２
(b) に示した形状とするための補助電極２の形状・電位
は、例えば陽電子ビームの境界面における電位を初期条
件として、高集束電子銃におけるウェーネルト電極の形
状・電位を決定する方法と同様な計算によって求めるこ
とができる。
との間に形成される電界の電気力線Ｌの形状を、図２
(b) に示した形状とするための補助電極２の形状・電位
は、例えば陽電子ビームの境界面における電位を初期条
件として、高集束電子銃におけるウェーネルト電極の形
状・電位を決定する方法と同様な計算によって求めるこ
とができる。
【００１３】なお、引き出し電極３の孔３ａは、通常は
小さいので、この引き出し電極３と陽電子放出面１との
間に形成される電界はほとんど乱れることはないが、例
えば電流量を増やすため孔３ａを大きくしたいときに
は、その孔３ａに金属製の球面メッシュ電極を張るか、
あるいは引き出し電極３自体を、球面形状のメッシュ電
極とすればよい。
小さいので、この引き出し電極３と陽電子放出面１との
間に形成される電界はほとんど乱れることはないが、例
えば電流量を増やすため孔３ａを大きくしたいときに
は、その孔３ａに金属製の球面メッシュ電極を張るか、
あるいは引き出し電極３自体を、球面形状のメッシュ電
極とすればよい。
【００１４】また、以上の実施例では、引き出し電極３
の陽電子放出面１と対向する面を球面形状としている
が、これに限られることなく、例えば引き出し電極の形
状を円錐形状としても、同様な効果を達成し得る。
の陽電子放出面１と対向する面を球面形状としている
が、これに限られることなく、例えば引き出し電極の形
状を円錐形状としても、同様な効果を達成し得る。
【００１５】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、陽電子を放出するＲＩおよび減速材によって、球面
（凹面）形状の陽電子放出面１を形成し、この放出面か
らの陽電子を引き出し電極および補助電極によって、放
出面の中心軸上に沿って引き出すよう構成したので、小
型でかつ簡単な装置構成で、例えば、透過型陽電子顕微
鏡などに適用可能な高輝度の陽電子ビームを得ることが
可能となる。
ば、陽電子を放出するＲＩおよび減速材によって、球面
（凹面）形状の陽電子放出面１を形成し、この放出面か
らの陽電子を引き出し電極および補助電極によって、放
出面の中心軸上に沿って引き出すよう構成したので、小
型でかつ簡単な装置構成で、例えば、透過型陽電子顕微
鏡などに適用可能な高輝度の陽電子ビームを得ることが
可能となる。
【図１】 本発明実施例の構成を示す図
【図２】 本発明実施例の補助電極３による作用を説明
する図
する図
１・・・・陽電子放出面 １ａ・・・・ＲＩ層 １ｂ・・・・減速材 １ｃ・・・・基台 ２・・・・補助電極 ３・・・・引き出し電極 ３ａ・・・・孔 ４・・・・電源 Ｃ・・・・球面の中心 CL・・・・球面の中心軸 PB・・・・陽電子ビーム
Claims (1)
- 【請求項１】 陽電子を発生するアイソトープにより形
成した球状凹面の表面上に、減速材を一様に形成するこ
とによって得られる陽電子放出面と、この陽電子放出面
と対向する位置に配設され、その放出面からの陽電子
を、上記球状凹面の中心軸に沿う方向に引き出すための
引き出し電極と、この電極と上記陽電子放出面との間の
所定の電位差を与える電源と、上記陽電子放出面の外側
周囲に配設され、この陽電子放出面と上記引き出し電極
との間に形成される電界を補正する補助電極を備えてな
る陽電子ビーム発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175122A JPH0693037B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 陽電子ビーム発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175122A JPH0693037B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 陽電子ビーム発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519099A JPH0519099A (ja) | 1993-01-26 |
| JPH0693037B2 true JPH0693037B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=15990669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175122A Expired - Lifetime JPH0693037B2 (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | 陽電子ビーム発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693037B2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3175122A patent/JPH0693037B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519099A (ja) | 1993-01-26 |
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