大気取出し陽子線を用いた2次元元素マッピングSPECT-PIXE分析法の開発

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380254
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 遠藤 暁 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教授 (90243609)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 静間 清 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10127657) ; 星 正治 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 教授 (50099090) ; 石川 正純 東京大学, 原子力総合研究センター, 助手 (80314772)
• Keywords: PIXE / 元素マッピング / CdTe検出器 / ピンホールコリメータ / X線カメラ

Research Abstract

マイクロビームラインを有しないビームラインにおいてマイクロビームPIXEと同程度以上の位置分解能のPIXE2次元元素マッピングができる可能性を有する新しいPIXE分析技術(SPECT手法を併用したPIXE分析法:以下SPECT-PIXE分析法と呼ぶ)の開発と確立を目指す。このために、(1)CdTe検出器によるPIXE測定が可能であること、なおかつ、(2)大気取出しした陽子線で測定が行えることを確かめる。(3)SPECT法を用いた測定器配置、ピンホールコリメータの設計のためにモンテカルロシミュレーションを行う。(4)コリメータの製作と性能評価を行った後、最適条件を決定する。
これまでにCdTe検出器アレイを模擬したX線カメラを作成し測定シミュレーション行ってきた。実際のPIXE測定が実現した際にモニターとして用いる予定である、改良により初年度の500倍の感度向上が得られている。また、現在の手法による分解能は検出器表面において140μmの位置分解能が確認された。この値は、10:1の拡大率を持つピンホールコリメータを用いたときには、X線の位置分解能として14μmを与えることを確かめている。しかしながら、検出器のエネルギーの分解能は2keV程度で期待していた分解能より悪く、ショットキー型のCdTe検出器に変更する必要があることが示唆された。
本研究年度においては、申請者が工学研究科より原医研へ異動したことにより、ここ数年間修理中により利用できなかった加速器の修理を行い完了し、ビームテストを行った。Si-ピンフォトダイオードを用いて大気取り出しした陽子線を用いた大気PIXEのデータを収集した。現在解析し、合わせて収集したコンベンショナルなPIXEのデータと比較検討を行っている。