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余語 覚文*; Lan, Z.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; Mirfayzi, S. R.*; Wei, T.*; 森 隆人*; Golovin, D.*; 早川 岳人*; 岩田 夏弥*; et al.
Physical Review X, 13(1), p.011011_1 - 011011_12, 2023/01
被引用回数：3 パーセンタイル：88.42(Physics, Multidisciplinary)Neutrons are powerful tools for investigating the structure and properties of materials used in science and technology. Recently, laser-driven neutron sources (LDNS) have attracted the attention of different communities, from science to industry, in a variety of applications, including radiography, spectroscopy, security, and medicine. However, the laser-driven ion acceleration mechanism for neutron generation and for establishing the scaling law on the neutron yield is essential to improve the feasibility of LDNS. In this paper, we report the mechanism that accelerates ions with spectra suitable for neutron generation. We show that the neutron yield increases with the fourth power of the laser intensity, resulting in the neutron generation of 
in 
at a maximum, with 
Wcm
, 900 J, 1.5 ps lasers. By installing a "hand-size" moderator, which is specially designed for the LDNS, it is demonstrated that the efficient generation of epithermal (0.1-100 eV) neutrons enables the single-shot analysis of composite materials by neutron resonance transmission analysis (NRTA). We achieve the energy resolution of 2.3% for 5.19-eV neutrons 1.8 m downstream of the LDNS. This leads to the analysis of elements and isotopes within sub-
s times and allows for high-speed nondestructive inspection.
Sr分析の検討岩田 圭弘*; Cheon, D.*; 宮部 昌文; 永岡 美佳; 松原 菜摘; 長谷川 秀一*
no journal, ,
レーザー共鳴イオン化質量分析では、元素・同位体選択的なイオン化により同重体干渉及び安定同位体による影響を大幅に低減できるため、ICP-MS等の既存の分析手法と比較して前処理過程を大幅に簡略化する可能性を秘めている。試料中のSr原子化過程に影響を与える元素を特定することで、本分析手法に適した前処理過程の確立を目指す。
岩田 圭弘*; 永岡 美佳; 松原 菜摘
no journal, ,
本研究は、半導体レーザー3本を用いたレーザー共鳴イオン化により元素かつ同位体選択的にストロンチウム90をイオン化する手法に着目し、質量分離フィルターを組み合わせることで 一般食品の基準値100Bq/kg以下の濃度をターゲットとするストロンチウム90の迅速分析技術を開発することを目的とする。2018年度から2020年度の3年間計画で研究を進めていくが、本報告では2018年度に実施したレーザー共鳴イオン化セットアップの構築及びストロンチウム原子化過程における共存元素の影響について研究成果を報告する。
余語 覚文*; Mirfayzi, S. R.*; 有川 安信*; 安部 勇輝*; 岩本 晃史*; 早川 岳人*; 小泉 光生; Golovin, D.*; 森 隆人*; Lan, Z.*; et al.
no journal, ,
大阪大学のLFEXレーザー施設において、大強度レーザーを用いたパルス中性子源(LDNS)の開発およびそれを利用した応用研究を進めている。レーザーは、パルス巾が1.5psで、最大出力は、1kJ(1.5
10
Wcmである。開発した中性子源は1cm程度の大きさで、数十マイクロメータに収束したレーザーをターゲットに照射し、それによって生成したMeVもの高速イオン(水素や重水素粒子)を直径5mmのベリリウムに当てて、核反応により中性子を生成するものである。中性子の生成量は、1ショットあたり10
で、この生成量は、入射エネルギーの4乗で増加することが分かった。さらに、生成した中性子を数cmの大きさのモデレータで減速させ、離れた位置に設置した中性子検出器により、中性子発生から検出までの飛行時間を測定するTOF測定を行った。試料を透過させて中性子の減衰を調べる実験を行った結果、核反応の共鳴による減衰の観測に成功した。
