癌治療用BNCT装置ターゲット部のin-situ真空蒸着/イオン注入法による窒化に関する研究

Study on nitridation process of Li surface for BNCT by in-situ vacuum deposition and ion doping technique

石山 新太郎

Ishiyama, Shintaro

Li(p, n)Be反応を利用したBNCT用ターゲット装置出力のハイパワーアップ化に伴う中性子照射によるブリスタリングやLiの蒸発損耗を防止するためLiターゲット表面を部分窒化させ高融点LiN(融点1086K)を合成させたターゲットモデルを提案しており、本研究では低温・低圧Nガス環境下においてLi表面を直接窒化合成するための条件の検討ならびに窒化された多層構造ターゲットの化学状態を調べるためXPS(in-situ X-ray photoelectron spectroscopy)による計測も実施した結果下記成果を得た。(1)Li表面で2765-548Kの温度処理により窒化が生じている。(2)窒化の反応速度は15mass%/min程度を評価された。(3)Li融点近傍までの加熱においてLiNの酸素汚染物質の乖離が観察された。

To prevent vaporization damage of BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) lithium target during operation, direct synthesis of LiN thinlayer on lithium target surface was demonstrated in 0.1 MPa N gas at temperature below 548K and the following conclusions were derived; (1) Synthesis of LiN thin layer on lithium surface was confirmed after nitridation at 276-548K with surface contamination by oxygen and carbon. (2) Rapid nitridation over 15mass%/min was observed above Li melting temperature, whereas slow reaction under 0.02-0.5 mass%/minbelow melting temperature. (3) During nitridation, removal of oxygen contamination on LiN thin layer is taken place by nitrogen below Limelting temperature.