2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study on Isotope Imaging by using F-LCS gamma-rays
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21H01859
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大垣 英明 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
静間 俊行 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 光量子ビーム科学研究部, 上席研究員 (50282299)
早川 岳人 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 光量子ビーム科学研究部, 上席研究員 (70343944)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | NRF-CT / LCSガンマ線 / 複数同位体の同時NRF測定 / NRF定量測定 / 同位体イメージング / f-LCSガンマ線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核共鳴蛍光散乱(NRF)とUVSOR のBL-1U からのレーザーコンプトン（LCS）γ 線を用いて、サンプル中の同位体の分布のCT イメージを取得する手法（NRF-CT） の基盤的研究を行い、これまでに208Pbの3次元NRF-CTイメージの取得に世界で初めて成功した。更に本手法の更なる高度化のために①複数の同位体の同時検出と②定量評価を主な研究目標として、電子ビームを円偏光アンジュレータ磁場により旋回させることで、小径のコリメータでもエネルギー幅を拡大させるとともに、エネルギー分布の空間依存性を無くす（フラットLCS（f-LCS）ガンマ線と称す）方法について、研究を行った。具体的にはUVSORのBL1UのLCSガンマ線ビームラインにて、同ビームラインに設置されている円偏光アンジュレータを用いて、蓄積リング周回電子ビームをLCS発生軌道において旋回させることで、f-LCSガンマ線発生研究を行い、2021年度において基本的なスペクトル測定を行った。これに並行して、EGS5を用いたシミュレーションコードの開発を行い、実験結果を再現するエネルギースペクトルを得た。2022年度ではビームエネルギー分布の空間依存性について測定をを行い、水平分布に関してややシミュレーションとは異なる結果を得た。また、このf-LCSガンマ線を用いて206Pb、207Pbと208Pbの高濃縮ターゲットからのNRF測定を行った結果、NRFピークを確認し、2023年度において207Pbと208Pbの２つの同位体の同時１Dイメージングに成功した。更に、天然鉛の試料に対して208Pb及び207Pbの同位体比の測定を行い、208Pbに対しては5%の誤差で定量評価に成功した。一方、207Pbに対しては問題の残る結果となった。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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