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Complementary characterization of radioactivity produced by repetitive laser-driven proton beam using shot-to-shot proton spectral measurement and direct activation measurement

レーザー駆動陽子線によって生成された放射能のTOF法とGe検出器による測定

小倉 浩一; 静間 俊行; 早川 岳人; 余語 覚文; 西内 満美子; 織茂 聡; 匂坂 明人; Pirozhkov, A. S.; 森 道昭; 桐山 博光; 金沢 修平; 近藤 修司; 中井 善基*; 下村 拓也; 田上 学*; 笹尾 一*; 若井 大介*; 笹尾 文崇; 岡田 大; 木村 豊秋*; 大石 祐嗣*; 名雪 琢弥*; 藤井 隆*; 根本 孝七*; 大道 博行

Ogura, Koichi; Shizuma, Toshiyuki; Hayakawa, Takehito; Yogo, Akifumi; Nishiuchi, Mamiko; Orimo, Satoshi; Sagisaka, Akito; Pirozhkov, A. S.; Mori, Michiaki; Kiriyama, Hiromitsu; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Nakai, Yoshiki*; Shimomura, Takuya; Tanoue, Manabu*; Sasao, Hajime*; Wakai, Daisuke*; Sasao, Fumitaka; Okada, Hajime; Kimura, Toyoaki*; Oishi, Yuji*; Nayuki, Takuya*; Fujii, Takashi*; Nemoto, Koshichi*; Daido, Hiroyuki

繰り返し動作(1Hz)可能な高強度レーザーを用いて高エネルギーのプロトンを発生した。そのプロトンをリチウムターゲットに照射し、$$^{7}$$Li(p,n)$$^{7}$$Be反応を起こした。反応によって生成した$$^{7}$$BeをGe半導体検出器を用いて測定した。その結果、1.7$$pm$$0.2Bqが生成したことがわかった。一方、生成したプロトンのスペクトルを飛行時間法を用いて測定し、放射化断面積を用いて放射化量を評価した。その結果、1.6$$pm$$0.3Bqが得られた。誤差範囲で一致した。そこで、われわれは、レーザー駆動粒子線を用いて放射化反応を起こさせる場合、反応量を飛行時間法でレーザーショットごとにモニターする方法を提案する。

A proton beam driven by a repetitive high-intensity-laser is utilized to induce a $$^{7}$$Li(p,n)$$^{7}$$Be nuclear reaction. The total activity of $$^{7}$$Be are evaluated by two different methods. The activity obtained measuring the decay $$gamma$$-rays after 1912 shots at 1 Hz is 1.7$$pm$$0.2 Bq. This is in good agreement with 1.6$$pm$$0.3 Bq evaluated from the proton energy distribution measured using a time-of-flight detector and the nuclear reaction cross-sections. We conclude that the production of activity can be monitored in real time using the time-of-flight-detector placed inside a diverging proton beam coupled with a high-speed signal processing system.

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パーセンタイル:87.32

分野:Physics, Applied

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