2014 Fiscal Year Research-status Report
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26390115
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
林 由紀雄 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (20360430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小瀧 秀行 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究主幹 (60354974)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 単色Ｘ線生成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギー電子を単結晶に入射すると、Ｘ線ブラッグ反射のように指向性があり単色性の高いパラメトリックＸ線が放射する事が知られている。超短パルス高出力レーザーをガスターゲットに集光照射する事でレーザープラズマ電子を発生させ、この電子源を元に10 - 30 keVのパラメトリックＸ線を生成する事が著者等の目標である。目標を達成する上で必要なパラメトリックＸ線生成用結晶を再検討した結果、LiF(200)単結晶を用いると高効率でパラメトリックＸ線が生成できる事を理論式から確認出来た。これは結晶の構成元素であるLi及びFは軽元素であり、生成したパラメトリックＸ線が結晶内で自己吸収が起こりにくいからである。またこの結晶の場合は電子の進行方向とＸ線放出方向のなす角が他の結晶に比べ大きく、パラメトリックＸ線の計測においてノイズとなる制動放射Ｘ線の光子数が少ない長所も有している。
さらにレーザープラズマ電子の電子エネルギーを電子温度Teの相対論的Maxwell分布と仮定して、生成するパラメトリックX線の空間分布及びエネルギー分布を評価した。その結果、電子温度Teが高い程、パラメトリックＸ線の指向性が高くまた単色性も強くなることが計算により確認出来た。
その他、著者等はパラメトリックＸ線を検出する64チャンネルのCaF2シンチレータ計測器システムを構築中である。このシンチレータ計測器は64個のシンチレータ（縦8個x横8個）が2次元的に配列されているので、Ｘ線の空間分布を計測することが出来る。このシンチレータ計測器はレーザーと同期可能で、自然放射線ノイズが少なくS/N比の高いパラメトリックＸ線信号を取得できる。なお、超短パルス高出力レーザーをガスターゲットに照射し、高エネルギー電子生成は既に確認できている。
今後は上記の知見をもとに研究を進めていく。
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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
実験に必要な検討事項、備品類は整ってきている。加えて超短パルス高出力レーザーで電子生成を確認しており、今後パラメトリックＸ線生成の実験を実施する事が可能である。
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| Strategy for Future Research Activity |
64チャンネルのCaF2シンチレータ計測器の制御システムを完成させる。並行して超短パルス高出力レーザーを用いて高エネルギー電子発生を安定に生成させる条件を探索する。その後、レーザープラズマ電子と単結晶を用いてパラメトリックＸ線を生成させ、CaF2シンチレータ計測器で計測する事でパラメトリックＸ線の指向性（空間分布）を調べる。
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| Causes of Carryover |
当初は初年度に購入する計画であったが、より実験に適した計測方法を検討する事を優先したため、一部の機器を次年度手配する事にした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
多チャンネルＸ線シンチレータで取得されるアナログ信号をデジタル処理する機器等を手配し、パラメトリックＸ線計測に利用する。また消耗品等も手配する。
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