レーザー駆動イオンビーム計測における光中性子の影響評価

A Study on the effect of photo-neutrons on laser-accelerated ion beam diagnostics

金崎 真聡; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 神野 智史   ; 西内 満美子; 服部 篤人*; 松川 兼也*; 近藤 公伯; 小田 啓二*; 山内 知也*

Kanasaki, Masato; Fukuda, Yuji; Sakaki, Hironao; Yogo, Akifumi; Jinno, Satoshi; Nishiuchi, Mamiko; Hattori, Atsuto*; Matsukawa, Kenya*; Kondo, Kiminori; Oda, Keiji*; Yamauchi, Tomoya*

クラスターターゲットを用いたレーザー駆動イオン加速実験において発生する高エネルギー電子は、実験装置を構成する物質中に入射した場合、制動放射により高エネルギー光子を放出した後、物質中の原子核との光核反応により中性子を発生する。レーザー駆動イオン加速実験でイオン計測に用いられているCR-39は、中性子によって内部の水素原子が反跳されることにより間接的に中性子を検出することが可能であるため、イオン加速により生成した陽子線のエッチピットと光中性子が間接的に作るエッチピットとの判別が難しくなる。そこで、モンテカルロシミュレーションを用いて、実験体系内の光中性子束がCR-39に与える影響を評価し、CR-39に入射する光中性子数が抑制されるよう、高エネルギー電子線用ビームダンプ、及び、イオン検出器の設置位置を検討した。

In laser-driven ion acceleration experiments with cluster-gas targets, a significant amount of high energy electrons are produced. Such fast electrons can produce photo-neutrons via bremsstrahlung processes followed by (,n) reactions. If the CR-39 is exposed to photo-neutrons, it can record proton tracks indirectly as background noises. In the present study, to diminish the effect of photo-neutrons, we have considered the configuration of a beam dump for high energy electrons and a CR-39 detector unit by using Monte Carlo simulations.