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光核共鳴散乱による同位体イメージング法の原理検証

Demonstration of isotope imaging method by nuclear resonance fluorescence

菊澤 信宏; 羽島 良一; 早川 岳人; 静間 俊行; 豊川 弘之*; 大垣 英明*; 峰原 英介

Kikuzawa, Nobuhiro; Hajima, Ryoichi; Hayakawa, Takehito; Shizuma, Toshiyuki; Toyokawa, Hiroyuki*; Ogaki, Hideaki*; Minehara, Eisuke

ERL型加速器の応用の一つとして、レーザーコンプトン$$gamma$$線による放射性同位元素の検知技術を提案し、放射性廃棄物の処理処分への応用の可能性について研究している。この検出システムの概念設計のために、GEANT4に光核共鳴散乱(Nuclear Fluorescence Resonance:NRF)の拡張を行い、シミュレーションコードの開発を行っている。十分なシミュレーションを行うためには計算時間の短縮化が問題となったので、計算速度を向上させるためにMPI(Message Passing Interface)による並列化を行い、原子力機構のクラスタ計算機(Altix350:Intel Itanium2 1.6GHz$$times$$最大64CPU)にて実行できるよう移植した。ベンチマーク計算を行った結果、64CPUで45倍の高速化を実現した。本報では光核共鳴散乱コードの開発とシミュレーションコードによる同位体検出の原理検証について報告する予定である。

Laser-Compton-backscattered photons from an energy-recovery linac (ERL) and a high power laser realize a high-efficiency, high-flux and tunable monochromatic $$gamma$$-ray source. A nondestructive assay method by using the monoenegetic $$gamma$$-rays and nuclear resonance fluorescence (NRF) make possible to isotope imaging. The purpose of our work is to demonstrate of the NRF-based isotope imaging system. For this evaluation, we are developing a GEANT4-based Monte Carlo simulation code. In the simulation, we assume metal cubes (4$$times$$4$$times$$4 mm) of U238 and lead are contained in a concrete block of 5 cm thickness. The simulation results indicate that the nondestructive $$gamma$$ spectrometric method can be applicable in the isotope imaging.

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