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論文

Application of $$gamma$$ rays from D($$alpha$$,$$gamma$$)$$^{6}$$Li and $$^{19}$$F($$alpha$$,n)$$^{22}$$Na to alpha particle diagnostics

落合 謙太郎; 久保田 直義; 谷池 晃*; 北村 晃*; 近藤 恵太郎*; 西谷 健夫

Fusion Science and Technology, 51(2T), p.262 - 264, 2007/02

https://doi.org/10.13182/FST07-A1369
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Nuclear Science & Technology)

核燃焼プラズマ中で生成する3.5MeVアルファ粒子の密度診断法としてD-$$^{4}$$He核反応による即発2.186MeV$$gamma$$線測定法を考案し、イオンビーム照射実験による$$gamma$$線放出率測定を行い、診断法としての成立性を検証した。タンデム加速器による2MeVから4MeVまでのヘリウムイオンビームを重水素化ポリエチレンに注入し、ゲルマニウム半導体検出器で即発2.186MeV$$gamma$$線スペクトルを測定し、放出率の入射エネルギー依存性を検証した。測定結果からITERクラスにおける典型的なDTプラズマ条件での2.186MeV$$gamma$$線収量が10$$^{13}$$m$$^{-3}$$s$$^{-1}$$になることを明らかにし、十分な$$gamma$$線強度であることから本測定法がDTプラズマ中のアルファ粒子密度診断法として成立する見通しを得た。またプラズマから漏洩するアルファ粒子束の診断法として$$^{19}$$F-$$^{4}$$He核反応で生成する$$^{22}$$Naの1.275MeV誘導$$gamma$$線による診断法も考案し、生成反応率評価をフッ化カルシウムへのヘリウムイオンビーム注入実験で検証した。$$^{22}$$Naによる1.275MeV$$gamma$$線測定結果から本測定法によって10$$^{18}$$m$$^{-2}$$以上の漏洩アルファ粒子束が測定可能であることを明らかにした。

報告書

陽子RBSを用いたリチウム-6濃縮チタン酸リチウム表面の定量分析(協力研究)

久保田 直義; 藤原 祥生*; 奥村 一貴*; 落合 謙太郎; 北村 晃*; 古山 雄一*; 谷池 晃*; 西谷 健夫

JAEA-Research 2006-019, 15 Pages, 2006/06

JAEA-Research-2006-019.pdf:0.75MB

トリチウム増殖候補材の一つである$$^{6}$$Li濃縮チタン酸リチウム(Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$)の95%及び40%$$^{6}$$Li濃縮試料表面近傍の$$^{6}$$Li密度を調べるために、2.6MeVの陽子を用いたラザフォード後方散乱分光(RBS)分析を行った。両試料とも熱中性子輸送を評価するうえで十分な深さ分解能をもって、深さ2.0$$mu$$mまでの領域を分析することができた。$$^{6}$$Li密度は、両試料ともに、誤差27%の精度で測定することができたが、トリチウム増殖評価に必要な誤差5%の精度には達しなかった。また、試料の組成比はLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$に一致していることが確認でき、Li/Ti及びO/Tiの測定誤差は、それぞれ、30%及び15%程度であった。誤差の原因は、おもに複合核弾性散乱断面積データの精度であり、より信頼性の高い断面積が求められれば、RBSがトリチウム増殖材料の高精度分析手法の一つとして、十分適用できることがわかった。

口頭

$$^{4}$$He-D核反応による$$gamma$$線の測定と燃焼プラズマ診断への応用

久保田 直義; 落合 謙太郎; 谷池 晃*; 北村 晃*

no journal, , 

D-T燃焼プラズマ中で生成したアルファー粒子のエネルギーと粒子密度を測定する手法の構築のために、$$^{4}$$He-D核反応による即発$$gamma$$線測定の利用を実験的に検討している。現在までタンデム加速器による2$$sim$$5MeVのアルファー粒子ビームを使った$$^{4}$$He-D核反応による$$gamma$$線放出スペクトルとその放出率の基礎データ測定を実施している。神戸大学タンデムペレトロン型加速器(5SDH-2)で2から5MeVまでのアルファー粒子ビームを最大0.5$$mu$$Aで重水素化ポリエチレンに照射し、$$gamma$$線測定用ゲルマニウム半導体検出器(HpGe,検出効率25%)によって放出粒子のエネルギースペクトルを測定した。またバックグラウンドによる$$gamma$$線を極力低減するため、$$gamma$$線検出器の側面に10cm厚の鉛ブロックを配置した。関心領域である$$^{4}$$He+D$$rightarrow$$$$gamma$$+$$^{6}$$Liによる即発$$gamma$$線(2.186MeV)に相当するピークを検出したが、他の即発$$gamma$$線スペクトルとの弁別が厳しく、今後$$gamma$$線遮蔽のさらなる考慮が必要である。また、3.1MeVに$$^{12}$$C(d,p$$gamma$$)による$$gamma$$線と考えられる光電ピークが測定されている。これは高エネルギーアルファー粒子によるノックオン重水素原子がポリエチレン中の炭素に衝突して生成されたものと考えられる。

口頭

核反応分析法を用いた核融合炉ブランケット候補材Li$$_2$$TiO$$_3$$のLi同位体分布測定

高橋 元喜*; 古山 雄一*; 岡本 将典*; 河津 翔*; 谷池 晃*; 北村 晃*; 久保田 直義; 落合 謙太郎; 西谷 健夫

no journal, , 

トリチウム増殖候補材の一つである40%$$^6$$Li濃縮チタン酸リチウム(Li$$_2$$TiO$$_3$$)表面近傍の$$^6$$Li及び$$^7$$Li密度を調べるために、1.27MeVの陽子及び重陽子を用いた$$^7$$Li(p,$$alpha$$)$$^4$$He, $$^6$$Li(p,$$^3$$He)$$^4$$He及び$$^6$$Li(d,$$alpha$$)$$^4$$He核反応分析(NRA)を適用した。まず、これらの分析に必要な核データがないため、LiOH標準試料を使って微分核反応断面積を測定した。次にこれらの断面積を用いて、Li$$_2$$TiO$$_3$$試料のNRAを行い、表面から6$$mu$$mまでの$$^6$$Li及び$$^7$$Li深さ密度分布を得た。$$^6$$Liは、表面から2$$mu$$m付近で最大値を示す分布であったのに対して、$$^7$$Liは表面から一様に分布していた。また、表面から5$$mu$$mまでの積分値から、$$^6$$Liの濃縮率を見積もると35%であった。

口頭

核融合炉ブランケット候補材としてのリチウム化合物の加速器組成分析

高橋 元喜*; 河津 翔*; 畝原 翔*; 古山 雄一*; 谷池 晃*; 北村 晃*; 落合 謙太郎; 久保田 直義; 西谷 健夫

no journal, , 

核融合炉ブランケット材料であるチタン酸リチウムの元素組成とリチウム同位体存在比に関する加速器分析手法を検討し、イオンビーム実験による検証実験を行った。元素組成分析に関してはリチウム,酸素,チタン元素の非ラザフォード因子の違いを利用した散乱分析法の適用を提案し、2.6MeV水素イオンビーム照射実験から上記手法がチタン酸リチウム分析に対して有効であることを確認した。またリチウム同位体分析については$$^{6}$$Li(d,2$$alpha$$)と$$^{7}$$Li(p,2$$alpha$$)核反応分析法の適用を検討し、断面積データの精度が不十分であるもののイオンビーム実験の結果から最も有用であることを確認した。

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