High flux laser-Compton scattered -ray source by compressed Nd:YAG laser pulse

Nd:YAGレーザーパルス圧縮による高輝度レーザーコンプトン線源

大東 出; 神門 正城; 小瀧 秀行; 林 由紀雄; 静間 俊行; 早川 岳人; 羽島 良一; 大垣 英明*

Daito, Izuru; Kando, Masaki; Kotaki, Hideyuki; Hayashi, Yukio; Shizuma, Toshiyuki; Hayakawa, Takehito; Hajima, Ryoichi; Ogaki, Hideaki*

原子力機構と京都大学では核テロ防止を目的とした、貨物コンテナ中に隠された核物質の非破壊検知システムの開発を行っている。このシステムでは核物質の共鳴準位に合わせたエネルギーを持つレーザーコンプトン散乱(LCS)による単色線を用い、コンテナ中に隠された核物質からのNuclear Resonant Fluorescenceからの線を計測することにより、核物質の同位体の同定を行うことを可能とする。核物質検知に必要とされる線量は毎秒310個程度と見積もられ、これは既に行われた原子力機構のマイクロトロンにおけるLCS-線収量の100倍に相当する。必要とされる線量を達成するため、LCSに用いるNd:YAGレーザーのパルス幅(10ns)を誘導ブリユアン散乱(SBS)により200ps程度まで圧縮し、レーザー強度を上げることにより、線収量の増強を図る。パルス圧縮されたNd:YAGレーザーと原子力機構マイクロトロン加速器からの150MeV電子ビームとを用い、400keVのLSC-線の発生実験を行った。レーザーパルス圧縮と線発生の実験結果について報告する。

A non-destructive detection system of nuclear material hidden in cargo containers is under development in JAEA and Kyoto University. The system is able to detect and identify isotopes of special nuclear material in a container by employing Nuclear Resonance Fluorescence triggered by mono-energetic laser Compton scattered -ray. One of the most important technologies for such system is generation of -rays at a flux of 310 photon/s. In order to achieve this -ray flux with a compact system, a pulse compression system for Nd:YAG laser by using stimulated brillouin scattering has been developed. The laser pulse with a duration of 10 ns from a Nd:YAG laser is compressed down to 200 ps. As a feasibility study of the proposed system 400 keV -ray generation is performed at KPSI by using 150 MeV electron beam from microtron accelerator and compressed Nd:YAG laser. Experimental results of pulse compression and -ray generation are presented.