2013 Fiscal Year Research-status Report
高放射線場における放射性エアロゾルの生成起源とそのメカニズムの解明
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25790081
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
関本 俊 京都大学, 原子炉実験所, 助教 (10420407)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 放射性エアロゾル / 非放射性エアロゾル / フェルミラボ / パーティクルカウンタ / 120 GeV |
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| Research Abstract |
超高エネルギー加速器ターゲット室内において、放射性エアロゾルが成長する際の最も支配的な過程を明らかにするため、本研究課題の予備実験の際の放射性エアロゾルの採取場所であったフェルミラボのAP0(反陽子ターゲットステーション)において、非放射性エアロゾルの粒径分布に関する情報を得ることを試みた。
AP0において、パーティクルカウンタを用いて非放射性エアロゾルの採取を行ったところ(室内のエアロゾルを<0.3μm, 0.3-0.5μm, 0.5-1μm, 1-2μm, 2-5μm, >5μmの6種類の粒径に分級するパーティクルカウンタを用いた）、ほとんどの(>95%)非放射性エアロゾルの粒径が<0.3μmであることが分かった。
上記の結果、AP0において、非放射性エアロゾルの量が放射性エアロゾルの量よりも圧倒的に多いこと、また非放射性エアロゾルの粒径はほぼ均一であることを確認した。このような環境下であれば、生成した放射性エアロゾルが核となり、周りの非放射性エアロゾルと衝突しそれらを取り込むことにより、粒径が大きい放射性エアロゾルに成長する過程が支配的になると考えられる。加速器ターゲット室内で上記の過程が支配的であれば、予備実験における、「半減期の短い核種の放射性エアロゾルの粒径が小さく、半減期の長い核種の放射性エアロゾルの粒径が大きくなる」という結果が説明される。
また休止したAP0とは別の120 GeV 陽子ビームライン(M01)を用いて、新たに放射性エアロゾルの分析を行った。H25年度は、金、ニッケルの純金属のターゲットに個別に120 GeV の陽子ビームを照射し、ターゲット周辺に生成する放射性エアロゾルのサンプリングを試みたが、予備実験で得られたような多くの放射性核種に関する粒径分布の情報は得られなかったため、現在エアロゾルの採取方法を検討中である。
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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
以下の観点から、本研究課題はおおむね順調に進展していると判断する。
・AP0(反陽子ターゲットステーション)において、非放射性エアロゾルの粒径分布に関する情報を得ることができ、予備実験での課題の一つであった、「超高エネルギー加速器ターゲット室内において生成した放射性エアロゾルの起源及び生成・挙動機構」について新たな知見を得られた点。
・H26年度の実験に向け、これまで放射性エアロゾルのサンプリングの経験が無い120 GeV の陽子ビーム照射場において予備実験を試み、放射性エアロゾルのサンプリング方法について課題を得たこと。
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| Strategy for Future Research Activity |
金属ターゲットに120 GeV の陽子が照射され生成される放射性エアロゾルの起源は、各金属ターゲットからの反跳(リコイル)成分であると考えられる。本研究課題における、「生成した放射性エアロゾルの起源及び生成・挙動機構」関してより詳細な知見を得るため、H26年度においては、各金属ターゲットに120 GeV の陽子を照射し、リコイル成分としての放射性核種を測定することも試みる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
Ｈ２５年度のフェルミラボでの実験は別経費（産学連携）で遂行されたため、それにかかる予定であった旅費及び物品費は、Ｈ２６年度の助成金として使用する予定である。
本年度は、フェルミラボでの実験を２回、国際会議での発表及び情報収集を１回ずつ予定しており、それらについて当該助成金を使用する。
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