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論文

Fast neutron detection under intense $$gamma$$-ray fields with novel nuclear emulsion technique

石原 康平*; 高木 恵輔*; 湊 春奈*; 河原林 順*; 富田 英生*; 前田 茂貴; 中 竜大*; 森島 邦博*; 中野 敏行*; 中村 光廣*; et al.

Radiation Measurements, 55, p.79 - 82, 2013/08

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

原子核乾板を用いた高$$gamma$$線下での中性子測定に向け、新規に開発を進めている原子核乾板について$$gamma$$線に対する乾板応答シミュレーション結果と実験結果との比較により、潜像が現像されるには付与エネルギーに閾値が存在する可能性が示唆され、$$gamma$$線に対する感度を低減するためにAgBr結晶粒径微細化が有用であることがわかった。新型乾板の中性子と$$gamma$$線の感度を比較し、$$gamma$$/n比8桁で測定できる可能性を得た。

論文

Development of neutron measurement in intense $$gamma$$ field using new type of nuclear emulsion

河原林 順*; 石原 康平*; 高木 恵輔*; 富田 英生*; 井口 哲夫*; 中 竜大*; 森島 邦博*; 前田 茂貴

Journal of ASTM International (Internet), 9(3), 5 Pages, 2012/03

新しい原子核乾板法を用いた高$$gamma$$線下での中性子測定法の開発を行っている。中性子照射実験により新型原子核乾板の検出感度曲線(阻止能-銀粒子密度の関係)を求め、その検出感度曲線を用いてモンテカルロシミュレーションによる$$gamma$$線飛跡シミュレーションを行った。さらに、$$gamma$$線照射実験によりシミュレーションの妥当性を評価した。銀粒子径を60$$mu$$mにすることで、中性子と$$gamma$$線の感度比が向上し、中性子エネルギースペクトル測定が可能となる見通しを得た。

口頭

AgBr結晶粒径微細化による原子核乾板の$$gamma$$線・中性子に対する感度制御

石原 康平*; 高木 恵輔*; 河原林 順*; 富田 英生*; 中 竜大*; 浅田 貴志*; 森島 邦博*; 中村 光廣*; 久下 謙一*; 前田 茂貴; et al.

no journal, , 

原子核乾板を用いた高$$gamma$$線下での中性子測定にむけ、新規に開発を進めている原子核乾板について$$gamma$$線に対する乾板応答シミュレーション結果と実験結果との比較により、潜像が現像されるには付与エネルギーに閾値が存在する可能性が示唆され、$$gamma$$線に対する感度を低減するためにAgBr結晶粒径微細化が有用であることがわかった。

口頭

新型原子核乾板を用いた高$$gamma$$線バックグラウンド下での中性子スペクトル測定手法の開発,1; 全体概要

河原林 順*; 前田 茂貴; 高木 恵輔*; 石原 康平*; 富田 英生*; 森島 邦博*; 井口 哲夫*

no journal, , 

中性子ビームの利用の広がりとともに高$$gamma$$線バックグラウンド下での中性子計測の高度化が求められている。われわれのグループでは原子核乾板に着目し、AgBr結晶粒径を制御することにより、中性子起因反跳陽子の検出効率を落とすことなく$$gamma$$線起因電子の検出効率を下げることに成功している。本発表では、中性子のエネルギー情報を保持している反跳陽子飛跡長の解析手法について、シリーズ発表の全体の概略を説明するとともに、新型乾板における飛跡の形状について報告する。

口頭

新型原子核乾板を用いた高$$gamma$$線バックグラウンド下での中性子スペクトル測定手法の開発,2; 反跳陽子飛跡認識アルゴリズムの開発

高木 恵輔*; 石原 康平*; 富田 英生*; 河原林 順*; 井口 哲夫*; 森島 邦博*; 前田 茂貴; 松本 哲郎*

no journal, , 

$$gamma$$線バックグラウンド下での中性子スペクトル測定に向けて新たに開発した原子核乾板では、$$gamma$$線感度を抑制するために粒径100nm程度のArBr結晶を用いている。中性子及び$$gamma$$線を照射した新型原子核乾板には、銀粒子が離散的に連なって構成された中性子起因反跳陽子飛跡と、バックグラウンドとなる$$gamma$$線起因の銀粒子が記録される。そこで、反跳陽子飛跡の抽出に適した飛跡抽出アルゴリズムを開発し、その特性を評価した。

口頭

AgBr結晶粒径微細化原子核乾板における$$gamma$$線・中性子に対する感度の温度依存性評価

石原 康平*; 河原林 順*; 富田 英生*; 中 竜大*; 浅田 貴志*; 森島 邦博*; 中村 光廣*; 前田 茂貴; 井口 哲夫*

no journal, , 

本研究では、原子炉の使用済燃料周辺等における高$$gamma$$線環境下での中性子測定に向けて、新型の原子核乾板NGITA(Neutron-Gamma Image TrAcker)の開発を行っている。原子核乾板の利用では、高温の状態で潜像退行を起こしやすいという特徴があるため、今回はNGITA乾板の$$gamma$$線・中性子に対する感度の温度依存性を実験により評価した。その結果、乳剤の持つ潜像退行性により、少なくとも30$$^{circ}$$C以上の環境では中性子の検出効率が低下することを確認した。

口頭

$$gamma$$線下での中性子計測のための新型原子核乾板現像条件の最適化検討

石原 康平*; 坂井 陽介*; 河原林 順*; 富田 英生*; 中 竜太*; 浅田 貴志*; 森島 邦博*; 中村 光廣*; 前田 茂貴; 井口 哲夫*

no journal, , 

$$gamma$$線環境下での中性子スペクトル測定手法として、新型原子核乾板とそのデータ処理方法を開発している。本報告では、新型原子核乾板NGITA(Neutron-Gamma Image TrAcker)について、最適な現像条件の検討を行った。現像液温度を20$$^{circ}$$Cから10$$^{circ}$$Cに下げることで、中性子に対する感度を維持したまま$$gamma$$線に対する感度を約1/10に抑制することができた。

口頭

高速中性子測定のための原子核乾板自動解析法の開発

坂井 陽介*; 湊 春奈*; 石原 康平*; 富田 英生*; 河原林 順*; 井口 哲夫*; 中 竜大*; 浅田 貴志*; 森島 邦博*; 中野 敏行*; et al.

no journal, , 

$$gamma$$線環境下での中性子スペクトル測定手法として、新型原子核乾板とそのデータ処理方法を開発している。荷電粒子の3次元飛跡を記録できる原子核乾板を用いた高速中性子測定では、乾板中の水素原子核と中性子の弾性散乱によって生成される反跳陽子の飛跡を解析することで、入射中性子エネルギースペクトルなどの情報が得られる。そこで、原子核乾板内反跳陽子飛跡の高速自動解析法の開発を行っている。14MeV中性子を用いた基礎実験により、目視と自動解析により得られた反跳陽子飛跡長分布がモデル計算結果とおよそ一致することを確認した。

口頭

原子核乾板を用いた高速中性子測定のための反跳陽子飛跡自動解析法の開発

坂井 陽介*; 湊 春奈*; 石原 康平*; 富田 英生*; 河原林 順*; 井口 哲夫*; 中 竜大*; 浅田 貴志*; 森島 邦博*; 中野 敏行*; et al.

no journal, , 

$$gamma$$線環境下での中性子スペクトル測定手法として、新型原子核乾板とそのデータ処理方法を開発している。荷電粒子の3次元飛跡を記録できる原子核乾板を用いた高速中性子測定では、乾板中の水素原子核と中性子の弾性散乱によって生成される反跳陽子の飛跡を解析することで、入射中性子エネルギースペクトルなどの情報が得られる。そこで、原子核乾板内反跳陽子飛跡の高速自動解析法の開発を行っている。14MeV中性子を用いた基礎実験により、目視と自動解析により得られた反跳陽子飛跡長分布がモデル計算結果とおよそ一致することを確認した。

口頭

Acceleration of background gas ions due to Coulomb explosion of clusters triggered by irradiation of ultrashort, intense laser pulses

金崎 真聡; 神野 智史*; 榊 泰直; Faenov, A. Ya.*; Pikuz, T. A.*; 西内 満美子; 桐山 博光; 神門 正城; 近藤 公伯; 松井 隆太郎; et al.

no journal, , 

高強度レーザーとクラスターターゲットとの相互作用によって加速されるイオンは、低エネルギー成分としてクラスターのクーロン爆発によって加速されるクラスターを構成するイオンと、その電場によって加速される背景ガスイオン、また、高エネルギー成分として高速電子に起因する磁気双極子渦の運動によってレーザー進行方向に加速されるイオンに大きく分類される。本研究では、これまでほとんど調べられてこなかった低エネルギー成分のイオンについて、クラスターを構成するイオンと背景ガスイオンの同時弁別計測を行った。その結果、最大で1.1MeV程度のクラスターを構成する炭素イオンと最大で1.5MeV程度の背景ガスイオンであるプロトンが加速されていることが明らかとなった。また実験を模擬した数値シミュレーションでは、実験と似た傾向の結果が得られており、クラスターのクーロン爆発による電場が背景ガスイオンの加速に寄与していることが明らかとなった。

口頭

Experimental and theoretical studies on acceleration of background gas ions induced by Coulomb explosion of clusters

福田 祐仁; 金崎 真聡; 神野 智史*; 榊 泰直; 西内 満美子; Faenov, A.*; Pikuz, T.*; 桐山 博光; 神門 正城; 近藤 公伯; et al.

no journal, , 

本研究では、関西光科学研究所J-KARENレーザーとクラスターターゲットとの相互作用によって加速されるイオンのうち、これまでほとんど調べられてこなかった低エネルギー成分のイオンについて、クラスターを構成するイオンと背景ガスイオンの同時弁別計測を行った。その結果、最大で1.1MeV程度のクラスターを構成する炭素イオンと最大で1.5MeV程度の背景ガスイオンであるプロトンが加速されていることが明らかとなった。実験を模擬した粒子コードシミュレーションは、実験結果をほぼ定量的に説明する結果となっており、クラスターのクーロン爆発による電場が背景ガスイオンの加速に寄与していることを示す結果が得られた。

口頭

Acceleration of background gas ions induced by Coulomb explosion of clusters

福田 祐仁; 金崎 真聡; 神野 智史*; 榊 泰直; 西内 満美子; Faenov, A.*; Pikuz, T.*; 桐山 博光; 神門 正城; 近藤 公伯; et al.

no journal, , 

高強度レーザーとクラスターターゲットとの相互作用によって加速されるイオンは、低エネルギー成分としてクラスターのクーロン爆発によって加速されるクラスターを構成するイオンと、その電場によって加速される背景ガスイオン、また、高エネルギー成分として高速電子に起因する磁気双極子渦の運動によってレーザー進行方向に加速されるイオンに大きく分類される。本研究では、これまでほとんど調べられてこなかった低エネルギー成分のイオンについて、クラスターを構成するイオンと背景ガスイオンの同時弁別計測を行った。その結果、最大で1.1MeV程度のクラスターを構成する炭素イオンと最大で1.5MeV程度の背景ガスイオンであるプロトンが加速されていることが明らかとなった。また、実験を模擬した数値シミュレーションでは、実験と似た傾向の結果が得られており、クラスターのクーロン爆発による電場が背景ガスイオンの加速に寄与していることが明らかとなった。

口頭

クラスターのクーロン爆発による背景ガスイオンの加速

金崎 真聡; 神野 智史*; 榊 泰直; Faenov, A.*; Pikuz, T. A.*; 西内 満美子; 桐山 博光; 神門 正城; 近藤 公伯; 松井 隆太郎; et al.

no journal, , 

クラスターターゲットを用いたイオン加速実験では、これまで高エネルギーイオンにのみ着目した計測が行われてきた。そこで本研究では、これまでほとんど調べられてこなかった低エネルギー成分のイオン計測を行い、背景ガスイオンの加速メカニズムの解明を目指した。磁場を用いたスペクトロメータにCR-39固体飛跡検出器を組み合わせ、計測体系を工夫することで、クラスターを構成する炭素及び酸素イオンと背景ガスイオンであるプロトンを完全に分離した計測に成功し、炭素及び酸素イオンが1MeV/n付近で急激に個数が減少するのに対して、プロトンは高エネルギー側に裾を引く形で1.6MeVまで加速されていることを明らかにした。また粒子コードを用いた数値計算も実験と同様の傾向を示しており、クラスターのクーロン爆発で生成される電場によって背景ガスイオンが加速されることが明らかとなった。

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