2014 Fiscal Year Annual Research Report
NRFを利用した同位体3Dイメージングに関する基礎研究
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26289363
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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) |
加藤 政博 分子科学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (30185871)
静間 俊行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (50282299)
早川 岳人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (70343944)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | LCSγ線 / FEL / ファイバーレーザー / NRF / 208Pb / CT / 同位体３Dイメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核共鳴蛍光散乱（NRF）とγ線CTを組み合わせた新しい原理による同位体3Dイメージング法を開発する。このために、試料移動台やGe検出器やLaBr3(Ce)検出器からなる計測システムの構築を行い、208Pbを用いたNRF測定をUVSOR-IIIにおいて行った。
一方、UVSOR-IIIの自由電子レーザー(FEL)によるレーザーコンプトン散乱（LCS）γ線装置の開発のために、光共振器用の超広帯域ミラーの導入を行い、発振波長領域を800nmにまで拡張する準備を完了した。なお平成26年度ではUVSOR-IIIのマシンタイムの都合上FEL用光共振器を組み込む事は出来なかったために、バックアップ用の1.94-μmの波長のファイバーレーザーを用いてLCSγ線の発生とそのビーム特性評価を行うとともに、208Pbを試料にして、5.292MeVのNRFレベルの測定を行った。この結果、UVSOR-IIIの通常ユーザーモードである、750MeV、300mAトップアップ運転時に約10^7ph/sのLCSγ線の発生に成功すると共に、LCSγ線の最大エネルギーが5.403MeVであることを明らかにした。更に、このシステムを用いて208Pbの5.292MeVにあるNRFレベルの励起を試み、GeによるNRFピークの測定に成功した。これによりNRF測定及びNRF-CT測定の配置の最適化が可能になった。更に我々が開発したNRF計算が可能なGEANT4コードを用いて、透過吸収型NRF-CTのシミュレーションを235U及び238Uが存在するモデルに対して行い、238UのCT像の取得が可能な事を示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ユーザー共同利用放射光施設であるUVSOR-IIIにおいては、ビームを使用できないシャットダウン期間が限られており、特に平成26年度においては、平成27年4月にその期間が予定された。このためにFEL発振用の光共振器が導入されるのが平成27年度にずれ込んだ。この結果UVSOR-IIIでのFEL発信実験が平成27年度に持ち越された。しかしながら、バックアッププランとして用意していた、1.94μmのファイバーレーザーを用いて、10^7ph/sに及び大収量のLCSγ線の発生に成功すると共に208PbによるNRF測定に成功した。これにより、最終目標であるNRFを用いた同位体3Dイメージング実験が可能となっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記のように、1.94μmのファイバーレーザーを用いたLCSγ線が使用可能であり、平成27年度はまずこのγ線と鉛試料を用いてCT像の取得を行う。また、平成26年度に計測した各種パラメータ及びビームラインの状況、更にはNRF-GEANT4シミュレーション結果より、透過吸収型のCTシステムを構築する事が有望な事から、平成27年度においては、当初の散乱型CTを変更し、透過吸収型CTを試みる事とした。この場合、Ge検出器による高分解能測定も使用可能である。
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[Journal Article] Reaction-yield dependence of the (γ, γ′) reaction of 238U on the target thickness2014
Author(s)
H. Negm, H. Ohgaki, I. Daito, T. Hayakawa, H. Zen, T. Kii, K. Masuda, T. Hori, R. Hajima, T. Shizuma, N. Kikuzawa
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Journal Title
Journal of Nuclear Science and Technology
Volume: 52-6
Pages: 1-10
DOI
Peer Reviewed
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