波長可変半導体レーザーを用いた共鳴アブレーションによる中性子線量評価法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09308014
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 井口 哲夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60134483)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河原林 順 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (80283414) ; 長谷川 修一 東京大学, 工学系研究科, 講師 (90262047) ; 高橋 浩之 東京大学, 工学系研究科, 助教授 (70216753) ; 榎田 洋一 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (40168795)
• Keywords: 共鳴イオン化 / レーザーアブレーション / 同位体分析 / 波長可変半導体レーザー / 核変換生成物 / 中性子線量評価

Research Abstract

本研究は、中性子照射された物質中に核変換反応で生成された極微量の安定同位体や稀少元素を、原理的に超高感度かつ高選択性を持つレーザー共鳴イオン化法を用いて定量分析することにより、新しい中性子線量評価法の確立を目指すものである。特に、1波長のレーザーで試料中元素のアブレーションと共鳴イオン化を同時に行う「レーザー共鳴アブレーション」現象を活用するとともに、波長可変半導体レーザーをベースとして、高信頼性、簡便性、コンパクト性、安価などを兼ね備えた工学的応用に適する計測システムの開発を目的としている。
平成9年度は、本研究の立ち上げとして、
1.波長可変半導体レーサヒとレーザーアブレーション用Nd:YAGレーザー及び四重極質量分析系からなる基礎実験システムの設計・製作を行った。
2.また、レーザー共鳴アブレーションの現象の素過程の実験的解明を目的として、
2.既設(東京大学工学部原子力工学研究施設「高速中性子科学研究設備」)の波長可変色素レーザーと飛行時間型質量分析装置を用いて、中性子未照射のCu及びSUS試料等につき、レーザー共鳴アブレーションによるイオン収率のレーザー波長・出力依存性などの基礎実験データを収集した。さらに、
3.上記基礎実験に対応して、レーザーアブレーションと2光子共鳴イオン化を組み合わせた理論モデルを構築し、定性的ながら実験結果を説明することに成功した。
以上の成果をもとに、平成10年度は、波長可変半導体レーザーをベースとした基礎実験システムの整備と調整、理論モデルの定量性の改善、中性子照射試料に対する実験準備に重点を置いて、本研究を展開する予定である。