| 研究課題/領域番号 |
19540419
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
宮本 修治 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 教授 (90135757)
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| 研究分担者 |
天野 壯 兵庫県立大学, 高度産業科学技術研究所, 助教 (50271200)
李 大治 (財)レーザー技術総合研究所, レーザーエネルギー研究チーム, 研究員 (00373209)
藤原 守 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (00030031)
早川 岳人 (独)日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 主任研究員 (70343944)
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| キーワード | 量子ビーム / ガンマ線 / コンプトン散乱 / 中性子 / 電子対生成 / レーザ / 光核反応 / 核廃棄物処理 |
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| 研究概要 |
1.Nd:YVO4レーザを用いた、ガンマ線発生量の評価と最適化
レーザと電子ビームの相互作用量計算を行い、レーザ集光位置を最適化することで、1GeV電子エネルギーモード(最大ガンマ線エネルギー約16.7MeV)で、6500γ光子/s/mA/Wのガンマ線規格化フラックスを得た。
これは、Compton散乱ガンマ線の発生計算の結果とほぼ一致する値で、当初の規格化発生数の2.6倍に改善できている。このガンマ線発生率を達成したことにより、蓄積リングの通常運転パラメーターである電子電流200mA、レーザ出力4Wで、6-17MeVのガンマ線を定常的に5x10^6γ/sのフラックスで発生可能とした。この値は、常時発生できる(利用できる)Compton散乱ガンマ線源としては、世界トップクラスの性能である。
2.光核反応による中性子スペクトル計測
上記ガンマ線を重元素(鉛、金、ヨウ素)に照射し、光核反応中性子を発生させ、飛行時間法で中性子のスペクトル計測を行った。1.5MeV以上の高エネルギー側中性子スペクトルは計測できた。低エネルギー側中性子に対する検出器の感度不足のため、今後これを改善して、全スペクトル取得を目指す。特に、核廃棄物処理の目標核種であるヨウ素の光核反応中性子のスペクトル計測が可能なことを示した。
3.CO2レーザ光学系準備と低エネルギーガンマ線発生試験
CO2レーザ導入のための真空レーザ導入装置を設計・設置した。CO2レーザ(波長10.6μm)の導入試験を行い、集光位置を最適化して、コンプトン散乱させる、光学系を完成した。CO2レーザによる、低エネルギー(1.7MeV)ガンマ線発生試験では、Ndレーザと同程度の、7000γ光子/s/mA/Wのガンマ線発生規格化フラックスを実証した。今後、CO2レーザComptonガンマ線のフラックス、偏光性などの特性測定を行う。
4.陽電子計測試験
NdレーザComptonガンマ線を薄いターゲットに照射した後、ガンマ線進行方向に発生する電子・陽電子対を磁場で偏向し、ポジトロンの分離計測に成功した。高エネルギーの電子陽電子計測にはイメージングプレートをもちいた。
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