2021 Fiscal Year Annual Research Report
High-precision measurement of the production yield of 211-astatine by high-temperature superconducting SQUID beam ammeter
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19H04403
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
渡邉 環 国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 特別嘱託技師 (30342877)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高温超伝導 / SQUID / アスタチン211 / ビーム電流計 / 非破壊 / 高精度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最先端のがん治療薬として注目を集めているアスタチン211(211At)の製造に於いて、ビスマスのターゲットに照射するαビームの電流を高精度に測定することは極めて重要である。高温超伝導SQUIDビーム電流計により、211Atの生成収量を、非破壊・高精度で測定することが本研究の目的である。
SQUIDとは、脳磁や心磁の測定に利用されている超高感度磁気センサーである。本研究では、(1)ビームが通過する際、マイスナー効果によって誘起される遮蔽電流を、効率よくSQUID入力コイルに伝達する高温超伝導ピックアップループと、(2)超伝導体の完全反磁性を利用した超伝導磁気シールドの開発を進めてきた。これらは、高温超伝導の種類と基板の違いにより、(1) Ag基板上にBi2212相を塗布溶融、(2) MgO基板上にBi2223相を塗布焼成、の二通りの方法で研究開発を進めきた。(1)については、Bi2212相をAg基板に溶融後、Ar 雰囲気中に於いて450度で12時間のアニーリングを施すことにより、臨界温度が94 K、臨界電流が422 A/cm^2の性能を得ることができた。このアニーリングを施すために、大型耐熱石英ガラス容器の設計と製作を行い、また電気炉内の温度分布と温度上昇についても詳しく調査した。(2)については、Bi2223相が剥離する問題を解決するため、サンドブラスト法によるMgO基板表面への粗度付加と、R（滑らかさ）の許容範囲について研究を進め、3 mm角のテストピースでは、臨界温度が105 Kで、臨界電流が1445 A/cm^2という良好な超伝導特性が得られた。超伝導特性の評価は、(1)走査型電子顕微鏡による表面画像の観察、(2)X線解析法によるBi2212相及びBi2223相の結晶構造の解析、(3)磁気特性測定装置を用いた測定臨界温度と臨界電流の測定、によって行っている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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