2013 Fiscal Year Research-status Report
中性子バックライト手法を用いた慣性核融合爆縮コア計測の可能性の探求
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24561028
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
尾崎 哲 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50183033)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有川 安信 大阪大学, レーザーエネルギー学研究センタ, 講師 (90624255)
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| Keywords | γｎ中性子 / X線 / 高速電子 / バブル検出器 / イメージングプレート / 金ターゲット / 電子分析器 / S／N |
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| Research Abstract |
LFEXレーザーをターゲットに照射して発生する中性子の空間分布の観測を行った。また発生の源である電子のスペクトルの計測を並行して行った。この中性子を計測に用いる場合の最大の問題は同時に発生するX線である。今回イメージングプレートをチャンバーの各場所に張り付けてX線の空間分布を観測した。その結果、高Zの強度は金ターゲットでは前方方向に偏っているのに対して、ダイヤモンド様炭素ではX線の強度は弱く角度広がりを持つことがわかった。ただ中性子発生量はエネルギー依存性はあるもののX線量に対して正の相関を持つので、S/N比を勘案しながら最適のターゲットを模索していく必要がある。角度分布に関しては中性子は概ね全立体角に広がっているのでことを実験的に確認できており、LFEXの入射側に中性子検出器を配置することでX線ノイズを低減できイメージングが可能であることが明らかになった。ターゲットからの高速中性子をバブル検出器で測定し画像計測に耐えうる粒子数を観測できた。γｎ中性子はターゲットからだけではなくチャンバーからも発生する。主な発生源はLFEX対向側の電子分析器である。強力なX線および高速電子がここに照射されて発生する新たなX線とのγｎにより中性子が発生すると考えられる。今後、この部分を低Z物質に交換してX線の発生ならびに中性子のをターゲット部分に局在化させS／Nの改善を行う。高速中性子に対して高い感度があるがX線に対する感度がほとんどないバブル検出器の利用の検討も進めている。バブル検出器は試験管に封入されているため、画像が行いにくい。平板状のバブル検出器が可能かどうか検討している。また中性子用イメージングプレートも市販されているが、こちらは熱中性子用であるため高速中性子に適用するためには熱化する必要がある。これによる低下した空間分解能とバブル検出器の空間分解能を比較している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LFEXレーザー稼働は当初より大幅に遅れ稼働時間もかなり限られている。また激光１２号のコンデンサーバンクの破損、交換によりさらに実験時間が削られている。当初、γｎ中性子はターゲット付近からだけ発生していると考えられていたがチャンバーからの発生がターゲットからのそれを上回っている。このような環境の中で一つずつ問題点を明らかにし解決への指針を得ることができたため、現時点では順調に進んでいると評価したい
（１） 稼働時間は限られているが、研究協力者等の協力で必要なデータを入手できた。（２） チャンバーからの発生源が特定でき、それをカバーすることで大幅なS／Nの改善が期待できること。（３） 高速中性子の画像計測に関して進展が見られたこと。（４）電子スペクトロメーターの改良により低エネルギーの高速電子のスペクトルが明らかになり、ターゲットでの高速電子の発生機構の詳細が明らかになったこと。（５）先行するLFEXを用いたプロトン画像計測、X線計測が成功したこと、である
以上により、高速中性子をバックライト光源として用いる可能性について十分な感触をつかむことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１） 測定対象となる激光１２号による爆縮コアの密度は、以前の１０００倍からは低下して高くても１００倍以下である。従って、中性子画像を得るには力不足であるが方式を確立するということに力点を置く
（２） X線ノイズの様相が明らかになったので、高速中性子画像検出器に関して候補を絞っていく
（３） 第一の候補は平面状のバブル検出器である。平面上のものが得られない場合には、市販のものを近接させて利用する
（４） 第2の候補はγ線不感のIPである。ただし高速中性用でないので減速材が必要でそれによる空間分解能の低減を評価する
（５） 以上を勘案して実機を設計製作する
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初購入を予定したイメージングプレートの納入が遅れたため
予定通り購入する
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