| 研究課題/領域番号 |
24561051
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
佐波 俊哉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (90321538)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 核破砕片 / 二重微分断面積 / ブラックカーブカウンター |
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| 研究実績の概要 |
近年の加速器技術の発展に伴い、数10 MeV から数100 MeV のいわゆる中高エネルギーを持つ粒子線は、医療を初めとするさまざまな分野で利用されている。中高エネルギー粒子の照射影響評価のためには、相互作用の基礎データが必要である。中高エネルギー粒子の相互作用の特徴的なものとして、核破砕片生成反応がある。この反応により生成された核破砕片は単位長さあたりのエネルギー付与が格段に大きく、大きな照射影響を引き起こす。この核破砕片の放出を完全に記述するモデルとパラメータはない。本研究は核破砕片放出過程の系統性を入射粒子種やエネルギーも含めた包括的な実測データにより明らかにすることを目的としている。
本年度は、核子入射と原子核入射の場合の核破砕片生成の系統性を調査するための実験データの取得に係わる、ターゲットチェンバーの作成を行い、昨年度作成した検出器と組み合わせて実験を行った。ターゲットチェンバーの作成では、昨年までの実験データをもとに、より前方角のデータを測定できるように変更を行った。前方角の測定は入射粒子の質量数が大きくなると有効である。実験条件は、ヘリウム入射50MeVと100MeV、炭素入射50MeVとした。ベリリウム、炭素、アルミニウム、チタン、銅ターゲットから生成した核破砕片のエネルギーと角度分布の測定を行った。
測定で得られた結果と比較するために原子核入射反応を記述するQMDモデルを用いた核破砕片生成断面積の計算を行った。昨年度の、70MeVの陽子、ヘリウム原子核、炭素入射の実験結果と計算結果の比較に加え、50MeVの陽子、ヘリウム原子核、炭素入射の比較を行った。入射粒子の質量数が大きくなると計算の再現性が悪くなる傾向が見られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に予定された、核子入射と原子核入射の場合の核破砕片生成二重微分断面積の系統性を調査するための実験データの取得である、入射粒子種を変えた実験について、ヘリウム入射50MeVと100MeV、炭素入射50MeVとした。ベリリウム、炭素、アルミニウム、チタン、銅ターゲットから生成した核破砕片のエネルギーと角度分布の測定を行った。これまでに得られているデータと比較可能なデータが取得できた。
また、昨年度までに取得した実験データと高エネルギー化のための改良を行った検出器の可測定粒子とエネルギーの拡充状況に対応しターゲットチェンバーの製作を行った。
また、測定で得られた結果とQMDモデルを用いた複合粒子入射に対する核破砕片生成断面積の計算結果の比較を行った。これまでの70MeVに加え50MeVについて比較を行い、このエネルギー領域に対応する新たな核反応モデルが必要であることを明らかすることができた。
本年度は最終年度であったが、重陽子25MeV入射に係わる実験が実験場所の放射線医学総合研究所サイクロトロンの日程の都合から次年度送りとなったため、予定していた測定をすべて終えることができなかった。この実験項目を行い、また、結果の専門家への発信のために、2015年6月に行われる核反応メカニズムに係わる国際会議に参加するために課題期間を延長した。すでにビームタイムは確保されており、国際会議についても発表が承認された。
以上により、本課題はおおむね順調に進展しているものと判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに測定した実験データの整理を進め、追加の実験データを取得する。実験データの取得に際しては、これまでに開発した高エネルギー粒子の測定に対応可能なブラックカーブカウンターと半導体検出器を組み合わせた検出器、検出角度を拡充したターゲットチェンバーを利用して行う。
取得したデータについて引き続き系統性を整理する。また、最新の多粒子輸送モンテカルロコードによる核破砕片生成二重微分断面積の計算も行い、その結果の入射粒子依存性について調査するとともに、実験結果がどの程度再現できるかについての確認を行う。結果の専門家への発信のために、2015年6月に行われる核反応メカニズムに係わる国際会議に参加し、発表を行う。以上をまとめ最終的な結果とする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
補助事業期間で予定していた実験項目のうち、重陽子25MeV入射に係わる実験が実験場所の放射線医学総合研究所サイクロトロンの日程の都合から次年度送りとなったため。また、結果の専門家への発信のために、2015年6月行われる核反応メカニズムに係わる国際会議に参加するため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
放射線医学総合実験所でのビーム実験の照射試料等消耗品のための経費として41,531円、核反応メカニズムに係わる国際会議の渡航費用として200,000円を予定する。
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