逆コンプトンγ線を用いた原子核共鳴蛍光散乱同位体イメージングに関する基礎的研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360467
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大垣 英明 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (10335226)
• 研究分担者: 豊川 弘之 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, グループリーダー (80357582) ; 羽島 良一 独立行政法人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・グループリーダー (30218432) ; 早川 岳人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 主任主幹 (70343944)
• 連携研究者: 紀井 俊輝 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (30314280) ; 増田 開 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (80303907)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• キーワード: 放射線工学 / ビーム科学

研究概要

遮蔽された任意の物質を測定する手段として、原子核共鳴蛍光散乱(NRF)を利用した非破壊同位体の2次元並びに3次元イメージングを、産総研のレーザーコンプトンγ線を用いて行った。15mm厚の鉄遮蔽体中に隠匿した30mmx30mmx10mmの矩形の鉛(対象とする同位体は208Pb)に対して、最大エネルギー5.6MeV、エネルギー幅約5%で、5mmの直径を有するガンマ線を照射し、高純度Ge検出器により、5.512MeVのNRFγ線を観測すた結果、空間分解能5mmにて208Pbの2次元イメージング像を取得する事に成功した。更に、得られるNRFγ線の収量より、深さ方向の情報を取得し、3次元イメージングを行った。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of SNIP Algorithm for Background Estimation in Spectra Measured with LaBr3:Ce Detectors (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Omer, H. Negm, R. Kinjo, Y.-W. Choi, K. Yoshida, T. Konstantin, M. Shibata, K. Shimahashi, H. Imon, H. Zen, T. Hori, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki
  • 雑誌名: Proceedings of Zero-Cabon Energy Kyoto 巻: 2012 ページ: 245-252
  • DOI: DOI:10.1007/978-4-431-54264-3_27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo Calculations of γ-Rays Angular Distribution Scattering from 11B in (γ, γ) Interaction (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Negm, M. Omer, R. Kinjo, Y.-W. Choi, K. Yoshida, T. Konstantin, M. Shibata, K. Shimahashi, H. Imon, H. Zen, T. Hori, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki
  • 雑誌名: Proceedings of Zero-Cabon Energy Kyoto 巻: 201 ページ: 197-204
  • DOI: DOI:10.1007/978-4-431-54264-3_21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nondestructive identification of isotopes using nuclear resonance (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Shizuma, T. Hayakawa, R.Hajima, N. Kikuzawa, H. Ohgaki, andH.Toyokawa
  • 雑誌名: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS 巻: 83 ページ: 15103
  • DOI: DOI:10.1063/1.3673002(
  • 査読あり
• [雑誌論文] LINAC-BASED LASER COMPTON SCATTERING X-RAY AND GAMMA-RAY SOURCES (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Hajima
  • 雑誌名: Proceedings of LINAC2012 巻: 978-3-95450-122-9 ページ: 734-737
• [雑誌論文] Assessment of LaBr3(Ce) scintillators system for measuring nuclear resonance fluorescence excitations near 2 MeV (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Omer, M. Bakr, R. Kinjo, Y.W. Choi, K. Yoshida, N. Kimura, K. Ishida, T. Komai, M. Shibata, K. Shimahashi, H. Imon, T. Sonobe, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki, R. Hajima, T. Hayakawa, T. Shizuma, H. Toyokawa 、
  • 雑誌名: Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), 2011 IEEE、2011 ページ: 1627-1630
  • DOI: DOI:10.1109/NSSMIC.2011.6154648
• [雑誌論文] Two-Dimensional Isotope Imaging of Radiation Shielded Materials Using Nuclear Resonance Fluorescence (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Toyokawa, H. Ohgaki, T. Hayakawa, T. Kii, T. Shizuma, R. Hajima, N. Kikuzawa, K. Masuda, F. Kitatani, and H. Harada
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: vol.50 ページ: 100209-1,100209-3
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.100209
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nondestructive inspection of explosive materials using linearly polarized two-colored photon beam (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Toyokawa, T. Hayakawa, T. Shizuma, R. Hajima, K. Masuda, and H. Ohgaki
  • 雑誌名: Nuclear Inst. and Methods in Physics Research A 巻: vol.652 ページ: 21-24
  • DOI: DOI:10.1016/j.nima.2011.01.158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal of a Non-Destructive Detection System for Hidden Nuclear Materials Based on a Neutron / Gamma-ray Hybrid System (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki, T. Kii, K. Masuda, M. Omer, T. Misawa, C. H. Pyeon, R. Hajima, T.Hayakawa, T. Shizuma, M. Kando, I. Daido and H. Toyokawa
  • 雑誌名: Journal of the Korean Physical Society 巻: vol.59 ページ: 3155-3159
  • DOI: DOI:10.3938/jkps.59.3155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conceptual Design of a Nuclear Material Detection System Based on the Neutron / Gamma-ray Hybrid Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki, T. Kii, K. Masuda, T. Misawa, C.-Ho PYEON, R. Hajima, T. Hayakawa, T. Shizuma, K. Kawase, M. Kando, H. Toyokawa
  • 雑誌名: Proc. of IEEE Intnl Conf. on Technologies for Homeland Security 2010 ページ: 525-529
  • DOI: DOI:10.1109/THS.2010.5654977
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-dimensional Imaging of Heavily Shielded Materials by NRF with Laser-Compton photon Beam (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Toyokawa, H. Ohgaki, T. Hayakawa, T. Kii, T. Shizuma, R. Hajima, N. Kikuzawa, K. Masuda, F. Kitatani, and H. Harada
  • 雑誌名: Conference Record of the IEEE Nuclear Science Symposium 2010
• [雑誌論文] Performance of the LaBr3(Ce) scintillator for nuclear resonance fluorescence experiment (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki, H. Harada, F. Kitatani,T. Hayakawa, T. Shizuma,N. Kikuzawa, R. Hajima, N. Nishimori, H. Toyokawa
  • 雑誌名: Conf. record of IEEE Nuclear Science Symposium 2009 ページ: 1490-1492
  • DOI: DOI:10.1109/NSSMIC.2009.5402298
• [雑誌論文] Detection of radioactive isotopes by using laser Compton scattered γ-ray beams (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Hajima, N. Kikuzawa, N. Nishimori, T. Hayakawa, T. Shizuma, K. Kawase, M. Kando, E. Minehara, H. Toyokawa and H. Ohgaki
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 608 ページ: S57-S61
  • DOI: DOI:10.1016/j.nima.2009.05.063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent progress in generation and application of AIST laser-Compton gamma-ray beam、Nuclear Inst. and Methods in Physics Research (2009)
  • 著者名/発表者名: H. Toyokawa, S. Goko, S. Hohara, T. Kaihori, F. Kaneko, R. Kuroda, N. Oshima, M. Tanaka, M. Koike, A. Kinomura, H. Ogawa, N. Sei, R. Suzuki, T. Ohdaira, K. Yamada and H. Ohgaki 、
  • 雑誌名: A、Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A 巻: 608 ページ: S41-S43
  • DOI: DOI:10.1016/j.nima.2009.05.062
• [雑誌論文] Fine structure of the magnetic-dipole-strength distribution in 208Pb (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Shizuma, T. Hayakawa, H. Ohgaki, H. Toyokawa, T. Komatsubara, N. Kikuzawa, A. Tamii, and H. Nakada
  • 雑誌名: Physical Review C 巻: 78 ページ: 061303
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevC.78.061303
  • 査読あり
• [学会発表] LaBr3:Ce Detector Array (LABRA) for Active Nondestructive (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Omer,H. Negm,H. Zen,T. Hori,T.Kii,K. Masuda,H. Ohgaki,R. Hajima,T.Hayakawa,I. Daito,S. Matsuba,T. Shizuma,N. Kikuzawa
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年春の年会」
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 20130326-28
• [学会発表] 中性子/γ線複合型核検知システム開発の現状 V、 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大垣英明,三澤毅,増田開,紀井俊輝,全炳俊,梶原泰樹,Mohamed Omer,堀利匡,大東出,早川岳人,羽島良一,静間俊行,神門正城,藤本真也,酒井文雄、
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年春の年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 20130326-28
• [学会発表] Current Issues on Nuclear Security in Japan: Technological View (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki
  • 学会等名: The 1st Bristol-Kyoto Symposium
  • 発表場所: University of Bristol,UK
  • 年月日: 20130110-11
• [学会発表] Nuclear Security Technologies in Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki
  • 学会等名: 10th EMSES 2012
  • 発表場所: Sunee grand hotel(Thailand)
  • 年月日: 20121205-06
• [学会発表] Detection of Photon-Induced Excitations in 235U with LaBr3 (Ce) Scintillating Detectors (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Omer, H. Negm, H. Ohgaki, et.al.
  • 学会等名: IEEE 2012 NSS/MIC
  • 発表場所: Disney Horwl , Anaheim, USA
  • 年月日: 20121027-1102
• [学会発表] 中性子/γ線複合型核検知システム開発の現状IV (2012)
  • 著者名/発表者名: 大垣英明、紀井俊輝、増田開、三澤毅、卞哲浩、Omer Mohamed、全炳俊、堀利匡、羽島良一、早川岳人、静間俊行、神門正城、大東出、豊川弘之、藤本真也、酒井文雄
  • 学会等名: 日本原子力学会「2012年秋の大会」
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Detection of Nuclear Resonance Fluorescence Excitations in 235U with LaBr3(Ce) Scintillating Detectors (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Omer, H. Negm, H. Zen, T. Hori, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki, R. Hajima, T.Hayakawa, I. Daito, T. Shizuma, M.Fuijiwara and N. Kikuzawa
  • 学会等名: 日本原子力学会「2012年秋の大会」
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 20120919-21
• [学会発表] Geant4 Simulation of Nuclear Resonance Fluorescence from 11B (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Negm, M. Omer, H. Ohgaki, et.al.
  • 学会等名: SORMA WEST2012
  • 発表場所: ariott CityCenter, Oakland,USA
  • 年月日: 20120514-17
• [学会発表] Response Function of LaBr3:Ce detector and Internal-Activity (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Negm,M Omer,H. Zen,T. Kii,K. Masuda,T. Hori,H. Ohgaki,R. Hajima,N. Kikuzawa,T. Shizuma,T. Hayakawa,I. Daito,H.Toyokawa
  • 学会等名: 日本原子力学会「2013年春の年会」
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 20120326-28
• [学会発表] Development of Non-Destructive Inspection System for Special Nuclear Material (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki
  • 学会等名: BU-KU Mini-workshop
  • 発表場所: BU-KU Mini-workshop
  • 年月日: 2012-10-01
• [学会発表] 中性子/γ線複合型核検知システム開発の現状II;(1)全体システムの設計の現状 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大垣英明, 紀井俊輝, 増田開,三澤毅, 卞哲浩, Omer Mohamed, 早川岳人,堀利匡, 羽島良一, 静間俊行, 菊澤信宏,神門正城, 大東出, 豊川弘之, 藤本真也
  • 学会等名: 日本原子力学会「2011年秋の大会
  • 発表場所: 北九州国際会議場・西日本総合展示場
  • 年月日: 20110919-22
• [学会発表] Nuclear Resonance Fluorescence Excitations Measured by LaBr3(Ce) Scintillators (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Omer, M. Bakr, R. Kinjo, Y.W.Choi, K. Yoshida, N. Kimura, K. Ishida, T. Sonobe, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki, R. Hajima,T. Hayakawa, T. Shizuma, H. Toyokawa
  • 学会等名: 日本原子力学会「2011年秋の大会」
  • 発表場所: 北九州国際会議場・西日本総合展示場
  • 年月日: 20110919-22
• [学会発表] Design Study of a NuclearMaterial Detection SystemBased on a QuasiMonochromatic Gamma Ray Generator and a Nuclear Resonance Fluorescence Gamma Ray Detection System (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kii, T. Hori, K. Masuda, H. Ohgaki, M.Omer, R.Hajima, T.Hayakawa, M. Kando, T. Shizuma, T.Misawa, C.H. Pyeon, H. Toyokawa
  • 学会等名: The second International Particle Accelerator Conference (IPAC-11)
  • 発表場所: San Sebastian(Spain)
  • 年月日: 20110904-09
• [学会発表] Non-destructive Inspection of hidden SNM by usingLaser-Compton Backscattering Gamma-ray induced NRF (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki
  • 学会等名: KAERI WCI International Advisory Meeting
  • 発表場所: DAEJON(KOREA)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 中性子/γ線複合型核検知システム開発の現状;(1)全体システムの概念設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大垣英明, 紀井俊輝, 増田 開, 三澤毅,卞 哲浩, Mohamed Omer, 羽島良一, 早川岳人,菊澤信弘, 静間俊行, 神門正城, 豊川弘之,藤本信也
  • 学会等名: 原子力学会春の年会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2011-03-30
• [学会発表] Response of LaBr3:Ce detector Response of LaBr3:Ce detector (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Omer, M. Bakr, K. Youshida, S. Ueda,M. Takasaki, K. Ishida, N. Kimura, R. Kinjo, Y-W. Choi, T. Sonobe, T. Kii, K. Masuda, H. Ohgaki
  • 学会等名: 原子力学会春の年会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] 核蛍光共鳴散乱の非破壊測定法における核データ (2011)
  • 著者名/発表者名: 早川岳人, 静間俊行, 菊澤信宏, 羽島良一,瀬谷道夫, 大垣英明, 藤原 守
  • 学会等名: 原子力学会春の年会
  • 発表場所: 福井大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Isotope Detection by nuclear resonance fluorescence with laser Compton Gamma-rays (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki
  • 学会等名: China-Korea-Japan Joint Workshop on electron/photon sources and applications
  • 発表場所: Shanghai(China)
  • 年月日: 2010-12-02
• [学会発表] Proposal of a Non-Destructive Detection System for Hidden Nuclear Materials Based on a Neutron / Gamma-ray Hybrid Approach (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki, T. Kii, K. Masuda, T.Misawa, C.-Ho PYEON, R. Hajima, T. Hayakawa, T. Shizuma, M. Kando, I. Daito, H. Toyokawa
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Laser Spectroscopy
  • 発表場所: Daejon(Korea)
  • 年月日: 2010-11-05
• [学会発表] 逆コンプトンγ線の核共鳴蛍光散乱による核種分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 早川岳人, 静間俊行, 菊澤信宏, 羽島良一, 豊川弘之, 大垣英明
  • 学会等名: 原子力学会秋の年会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] レーザー逆コンプトンガンマ線を用いた核共鳴蛍光散乱実験とその同位体検出法への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大垣 英明、紀井 俊輝、羽島 良一、早川 岳人、静間 俊行
  • 学会等名: 第11回光量子科学研究シンポジウム
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構関西研究所
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] 単色γ線ビームを用いた使用済燃料中Pu, U, MA の非破壊分析の提案;(II)検出器概要及び実証実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 早川岳人、静間俊行、菊澤信宏、羽島良一、瀬谷道夫、豊川弘之、大垣英明
  • 学会等名: 日本原子力学会2010年春の年会
  • 発表場所: 茨城大学
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Nuclear Resonace Fluoresence Experiment using LaBr3 Scintillator at AIST-LCS beamline (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Ohgaki, T. Kii, R. Kinjo, M.A. Bakr, K. Higashimura, K. Masuda, T. Sonobe, S. Ueda, K. Yoshida, Y.W. Choi, H. Zen
  • 学会等名: International and commemorative symposium in establishing the Applied Laser Technology
  • 発表場所: アクアトム(福井)
  • 年月日: 2010-02-17
• [図書] レーザー逆コンプトン散乱ガンマ線を用いた核共鳴蛍光による同位体の非破壊分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大垣英明、早川岳人、大東 出
  • 総ページ数: 188-193
  • 出版者: レーザー研究
• [図書] 「核共鳴蛍光散乱による隠匿された物質の非破壊同位体分析」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大垣英明、早川岳人
  • 総ページ数: 955-959
  • 出版者: 応用物理学会誌
• [備考]
  • URL: http://wonda.iae.kyoto-u.ac.jp/~ohgaki/index.html