The Effect of photo-neutrons on diagnostics using CR-39 for laser-accelerated ion beam

CR-39を用いた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

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では、高エネルギー電子線の発生が確認されており、1ショットあたりの電流値も大きい。このような電子に起因して発生する光中性子がCR-39に入射した場合、内部の水素原子を反跳することで間接的にエッチピットを形成してしまうため、バックグラウンドノイズとなり得る。CR-39に対する光中性子の影響を最小限に抑えるため、モンテカルロシミュレーションを用い、検出器の配置等を見直すことで、中性子によるバックグラウンドノイズがなくなる条件を見いだした。

In laser-driven ion acceleration experiments applying 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. When the CR-39 is exposed to photo-neutrons, it records etchable tracks of generated ions depending on their species and energy as background noises. To minimize the effect of photo-neutrons, the configuration of the CR-39 detector unit and beam dump for high energy electrons has been examined by Monte Carlo simulations. As a result, we have found the suitable configuration for CR-39 to detect only laser-accelerated ions with less contaminant by photo-neutrons in one laser shot.