| 研究課題/領域番号 |
21K14563
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
金崎 真聡 神戸大学, 海事科学研究科, 准教授 (90767336)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 固体飛跡検出器 / 画像処理 / レーザー駆動イオン加速 / ハフ変換 / 機械学習 / イオン計測 / CR-39 / 粒子加速 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高強度レーザーと物質の相互作用を利用したレーザー駆動イオン加速は、小型加速器開発など様々な応用が期待されている。より高エネルギーかつ高品質なイオンビーム発生のためには、加速メカニズムを解明することが重要である。本研究では、イオン検出器である固体飛跡検出器を用いて、その解析に機械学習を組み合わせることで、高精度かつ高効率なイオン計測技術を開発し、高強度レーザーによるイオン加速のメカニズム解明に貢献する。
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| 研究実績の概要 |
電子線やX線がイオンと同時発生するレーザー駆動イオン加速実験において、イオンのみをエッチピットとして検出可能な固体飛跡検出器は最も信頼性の高い検出器として用いられている。エッチピットの開口部形状を解析することで、入射エネルギーや核種といった入射粒子に関する詳細な情報を得ることができる。しかしながら、エッチピットの解析には膨大な時間と手間を要するため、それらを軽減する必要がある。
今年度は、エッチピットの成長挙動を自動で追跡するプログラムを完成させた。エッチピット成長挙動の追跡には、エッチング前後に光学顕微鏡下で同一のエッチピットを探し出し、その半径を計測する必要がある。そこで、広領域画像取得顕微鏡を使用し、エッチング前後のエッチピットの位置情報を取得し、その位置情報を基にマッチングを行うことで、手動による解析と変わらない精度でエッチピットの成長挙動を追跡可能なプログラムを作成した。これにより、エッチピットの解析時間が大幅に短縮された。また、本研究で開発したプログラムを神戸大学タンデム加速器にて照射した陽子線と重陽子線のエッチピット解析に適用した。その結果、手動解析で得られていた結果と同様に、入射時のエッチピット半径が同じ場合でも、飛程終端部の成長挙動が異なることが明らかとなり、陽子線と重陽子線の弁別に開発したプログラムが適用可能であることが分かった。
研究期間全体を通して、光学顕微鏡下においてリアルタイムでエッチピットを認識可能なプログラムと、エッチピットの成長挙動を自動化するプログラムを開発し、固体飛跡検出器におけるエッチピット解析の時間と手間を軽減することに成功した。
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