A Diagnosis method of laser-accelerated protons using CR-39 in a field contaminated by photo-neutrons

光中性子ノイズ環境下におけるCR-39を用いたレーザー駆動陽子線の計測

金崎 真聡; 福田 祐仁; 榊 泰直; 余語 覚文; 神野 智史   ; 西内 満美子; 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; 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、数十MeV級のイオンの加速に伴い、最大で300MeV程度の高エネルギー電子線が発生する。このような高エネルギー電子は制動放射、光核反応という一連の反応過程を経ることで光中性子の発生源となる。光中性子はCR-39内部の陽子を反跳することで間接的に飛跡を残すため、レーザー駆動陽子線計測においてノイズとなり得る。本研究では、入射角に関連するエッチピット開口部の楕円率と入射エネルギーに関連するエッチピット中心部のグレースケールを組み合わせた新たな解析手法を提案し、光中性子環境下における陽子線計測を実現した。

In laser-driven ion acceleration experiments using the cluster-gas targets, a significant amount of fast electrons, which drives the ion acceleration, are produced along with high energy ions with several-tens of MeV. Fast electrons could produce high energy photons via bremsstrahlung processes. Accordingly, the photons could produce photo-neutrons via a series of photo-nuclear reactions. In order to diagnose the laser-accelerated protons, we have developed the new analysis technique of CR-39 based on the etch pit geometry, which can practically discriminate the genuine etch pits created by laser-accelerated protons from false etch pits created by the photo-neutrons.