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Nondestructive detection of hidden chemical compounds with laser Compton-scattering $$gamma$$ rays

レーザーコンプトン散乱$$gamma$$線による隠蔽された化学物質の非破壊測定

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

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

隠蔽された化学物質の非破壊測定法を提案する。本手法では、エネルギー可変のレーザーコンプトン散乱$$gamma$$線による原子核共鳴蛍光散乱を用いて化学物質を測定する。この手法は、数cmの厚さの鉄等の遮蔽を透過して測定可能という長所を有する。本論文では、化学物質の例としてメラミン(化学式はC$$_{3}$$H$$_{6}$$N$$_{6}$$)を選び、厚さ15mmの鉄と厚さ4mmの鉛を透過してメラミンの測定を行った。最大エネルギー5MeVの$$gamma$$線を用いて炭素12及び窒素14の原子核蛍光共鳴散乱を測定した。計測した炭素12/窒素14比は0.39$$pm$$0.12であり、メラミン固有の値0.5と一致した。

A non-destructive assay method for measuring a shielded chemical compound has been proposed. The chemical compound is measured by using a nuclear resonance fluorescence (NRF) measurement technique with an energy tunable laser Compton scattering (LCS) $$gamma$$-ray source. This method has an advantage that hidden materials can be detected through heavy shields such as iron plates of a thickness of several centimeters. A detection of a chemical compound of melamine, C$$_{3}$$H$$_{6}$$N$$_{6}$$, shielded by 15-mm-thick iron and 4-mm-thick lead plates is demonstrated. The NRF $$gamma$$-rays of $$^{12}$$C and $$^{14}$$N of the melamine are measured by using the LCS $$gamma$$-rays of the energies of up to 5.0 MeV. The observed ratio ($$^{12}$$C/$$^{14}$$N)$$_{exp}$$ = 0.39 $$pm$$ 0.12 is consistent with (C/N)$$_{melamine}$$ = 0.5.

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