A Diagnosis of intense ion beam by CR-39 detectors analyzing the back scattered particles

CR-39を用いた後方散乱粒子解析による高強度高エネルギーイオンビーム簡易診断法

金崎 真聡; 山内 知也*; 福田 祐仁; 榊 泰直; 堀 利彦*; 反保 元伸; 倉島 俊; 神谷 富裕; 小田 啓二*; 近藤 公伯

Kanasaki, Masato; Yamauchi, Tomoya*; Fukuda, Yuji; Sakaki, Hironao; Hori, Toshihiko*; Tampo, Motonobu; Kurashima, Satoshi; Kamiya, Tomihiro; Oda, Keiji*; Kondo, Kiminori

電子線やX線などが混在する複雑な放射線場において、イオンビーム診断は新しい分析手法を要請している。特に、ビームが高強度パルスとして生じる場合には適用可能な検出器は限られる。レーザー駆動粒子線加速はそのような典型例であり、CR-39固体飛跡検出器にはイオンのみを選択的に検出する能力がある。本研究では、適切な散乱体の上においたCR-39の裏面に形成されるエッチピットを用いて、CR-39の検出閾値を超える数十MeVの高エネルギーイオンビームの診断が可能であることを明らかにした。

A new diagnosis method has been developed utilizing back scattered particles for high energy intense ion beams. The CR-39 detector mounted on the uniform back-scatterer was irradiated with He ions with an energy 25 MeV/n, which is never recorded as etchable track in CR-39. We found that it is possible to diagnose the high energy intense ion beams by analyzing the etch pits created on the rear surface of CR-39 that directly contacted on the back-scatterers. It turns out that most of etch pits in the rear surface are made by the backscattered particles through the investigation of the growth pattern of each etch pit with multi-step etching technique. This method allows simple diagnosis of the ion beam profile and the presence of high energy component of ions beyond the detection threshold limit of the CR-39 in mixed radiation fields such as laser-driven ion acceleration experiments.