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報告書

磁気フィルター付水素負イオン源における負イオンビーム空間的一様性の研究; セシウム添加型負イオン源内での負イオン生成・輸送過程が負イオンビーム強度分布に与える影響(共同研究)

高戸 直之; 戸張 博之; 井上 多加志; 花田 磨砂也; 関 孝義*; 加藤 恭平*; 畑山 明聖*; 坂本 慶司

JAEA-Research 2008-031, 44 Pages, 2008/03

JAEA-Research-2008-031.pdf:4.05MB

セシウム添加型負イオン源から引き出された大電流密度負イオンビーム強度が空間的に非一様となるメカニズムを解明するため、JAEA10アンペア負イオン源内でのプローブ測定及び負イオンビーム強度測定を行った。実験結果を考察するため、レート方程式及び粒子(電子・原子・負イオン)軌道追跡を用いた数値解析を行った。その結果、(1)セシウムを導入して負イオンの表面生成反応を促進した状態では、体積生成時とは逆に高い電子温度の領域で高い負イオンビーム強度が得られることを明らかにした。レート方程式を用いた数値解析から、表面生成された負イオンは高速電子によって破壊される前に引き出されることが推定された。(2)1次電子はB$$times$$$$bigtriangledown$$Bドリフトによってイオン源内で局在化することを確認し、フィラメントの配置を改良して1次電子のドリフトを抑制することにより、負イオンビーム強度の空間的非一様性が改善されることを示した。

論文

Numerical analysis of primary electrons in a tandem-type negative ion source

加藤 恭平*; 高戸 直之*; 畑山 明聖*; 花田 磨砂也; 関 孝義; 井上 多加志

Review of Scientific Instruments, 77(3), p.03A535_1 - 03A535_3, 2006/03

 被引用回数:11 パーセンタイル:43.02(Instruments & Instrumentation)

タンデム型負イオン源におけるプラズマの非一様性発生の原因を明らかにするため、フィラメント陰極より放出された一次電子の軌道解析を行った。モンテカルロ法を用いた3次元輸送コードを、実形状の磁場分布を考慮したJAEA10アンペア負イオン源に適用した。また、中性粒子との主な非弾性衝突反応も合わせて考慮した。その結果、ドライバ領域の高速電子はドリフトにより引出し領域へと失われ得ること、及びそのドリフト方向は負イオン源上下端で逆方向となることが明らかになった。

論文

Numerical analysis of the spatial nonuniformity in a Cs-seeded H$$^{-}$$ ion source

高戸 直之*; 花谷 純次*; 水野 貴敏*; 加藤 恭平*; 畑山 明聖*; 花田 磨砂也; 関 孝義; 井上 多加志

Review of Scientific Instruments, 77(3), p.03A533_1 - 03A533_3, 2006/03

 被引用回数:14 パーセンタイル:35.92(Instruments & Instrumentation)

負イオンビームの空間的非一様性発生の原因を明らかにするため、負イオン生成及び輸送過程の数値解析を行った。モンテカルロ法を用いた原子及び負イオンの3次元輸送コードを、セシウム添加型負イオン源に適用した。その結果、電子温度の高い領域で局所的に原子が生成され、プラズマ電極表面への原子フラックスが非一様となることが明らかとなり、負イオン生成分布に影響を与えることが明らかとなった。加えて、生成された負イオンの引出し確率は電子温度依存性が弱いことが明らかとなった。

報告書

Production of Radioisotopic Gamma Radiation Sources in JAERI

加藤 久; 木暮 広人; 鈴木 恭平

JAERI-M 8810, 37 Pages, 1980/04

JAERI-M-8810.pdf:1.27MB

日本原子力研究所におけるガンマ放射線源(工業用$$^{1}$$$$^{9}$$$$^{2}$$Ir、$$^{6}$$$$^{0}$$Co、$$^{1}$$$$^{7}$$$$^{0}$$Tm線源および医療用$$^{1}$$$$^{9}$$$$^{8}$$Au、$$^{1}$$$$^{9}$$$$^{2}$$Ir線源)の製造の概要を報告する。本論分では照射および製造用施設、放射能の生成量計算、各線源の特質、ターゲットの仕様、非密封および密封線源の製造法等について述べる。

報告書

ラジオアイソトープに関するBM型輸送物の安全性試験および輸送

岡根 章五; 加藤 久; 反田 孝美; 大杉 稔; 鈴木 恭平; 伊藤 康博; 介川 達

JAERI-M 8752, 43 Pages, 1980/03

JAERI-M-8752.pdf:2.13MB

製造部では昭和52年5月から昭和54年1月の約2年間にわたり、改正された「放射性同位元素等車両運搬規則」に従ってB(M)型輸送容器の製作および整備を実施した。輸送容器は、引出型線源収納容器用(鉛厚15cm)と円筒型線源収納容器用(鉛厚15cmと8cm)の2種類に分類される。また、B型適用核種としては$$^{1}$$$$^{9}$$$$^{2}$$Ir(6540Ci)と$$^{3}$$$$^{2}$$P(188Ci)がある。輸送物の全重量は、引出型用で1800kgあり、円筒型用のうち鉛厚15cmのものは1500kgで8cmのものは840kgである。これらを使っての実証試験結果および理論解析結果から、改正された規則に適合し十分安全性をもっていることを確認した。同時に製作したA型輸送容器に関しても簡単に附記した。

論文

Development of $$^{1}$$$$^{9}$$$$^{2}$$Ir sources for brachytherapy

加藤 久; 木暮 広人; 竹内 紀男; 小林 勝利; 鈴木 恭平; 四方 英治

Radioisotopes, 29(9), p.427 - 431, 1980/00

厚生省がん助成金による大阪大学医学部と協力で、医療用$$^{1}$$$$^{9}$$$$^{2}$$Ir線源の国産化に必要な製造技術開発を行った。医師の放射線被爆と患者の苦痛の軽減化を図る後装填法による治療に適した線源として、白金・イリジウム合金によるヘアピン、シングルピンおよびシード(一部リボン)状のターゲットを作製した。主としてJRR-3の照射によりヘアピン20mCi、シングルピン10mCi、シード1mCiの放射能を得た。ヘアピン状線源の全長にわたる放射能分布、リボン状線源の細立てに使用するポリエチレンチューブの照射損傷と経時変化、各線源の密封試験などを検討し、好結果を得ることができた。すでに一部の医療機関において舌がん、口腔がん等の臨床に使用され、それらの治療結果から高い評価を得ている。

口頭

セシウム添加型大面積負イオン源における原子及び負イオン生成分布の数値解析

高戸 直之; 花谷 純次*; 加藤 恭平*; 水野 貴敏*; 畑山 明聖*; 戸張 博之; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 谷口 正樹; 長谷部 美恵子; et al.

no journal, , 

プラズマ電極に入射する原子のフラックスを決める主要な要因を数値計算により明らかにするため、水素原子生成・輸送過程の数値解析を行った。モンテカルロ法を用いた3次元水素原子輸送計算を、セシウム添加型JAEA10アンペア負イオン源に適用した。水素原子生成過程として、分子の電子衝突による解離反応のみを考慮し、反応レートに影響を与える電子温度・密度はラングミュアプローブを用いた測定結果を適用した。また反応レートが大きい高速電子成分は、プローブ特性から2温度フィッティングで求めた値を用いた。その結果、高速電子(数十eV程度)は熱緩和した電子(数eV程度)に対して密度が10%程度と低いにもかかわらず、原子生成に対する寄与は40%程度と高いことが明らかとなった。加えて原子のエネルギー緩和過程を含めた解析を行った結果、原子密度が80%程度上昇することが明らかとなった。この高速電子による解離及び原子のエネルギー緩和過程を含めることにより、原子密度は従来の解析結果の約2.5倍まで上昇し、原子による負イオンの表面生成とその空間分布形成過程の理解が深まった。

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