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石井 保行; 大久保 猛; 小嶋 拓治; 神谷 富裕
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.156 - 159, 2014/08
被引用回数：7 パーセンタイル：48.36(Instruments & Instrumentation)A 300-keV compact ion microbeam system has been constructed to form a submicron ion microbeam. This system consists of a gas-ion source and a three-stage acceleration lens. Since the three-stage acceleration lens was designed to play two roles of acceleration and focusing for ion beam simultaneously, no focusing devices such as focusing lens and beam line are needed outside of the system. Therefore, the system is downsized to about 1 m high and can be placed in a small experimental room. The beam sizes formed by the system were experimentally measured by changing the voltages of the third acceleration lens in the three-stage acceleration lens within the range of 150 keV. These beam sizes were also theoretically calculated using Munro code. The experimentally obtained value was almost same of the theoretically estimated value. It demonstrated that the three-stage acceleration lens effectively worked on the focusing lens as designed.
横山 彰人; 加田 渉*; 佐藤 隆博; 江夏 昌志; 山本 春也; 神谷 富裕; 横田 渉
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.334 - 336, 2014/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.25(Instruments & Instrumentation)サイクロトロンでは、数百MeV以上の重イオンマイクロビームを用いたシングルイオンヒット技術が生物細胞などの照射実験で利用されており、高精度位置検出が必要とされている。しかし、現状の固体飛跡検出器では照射後の薬品による表面処理と顕微鏡での照射位置の観察に時間を要し、リアルタイムでの検出が困難であった。そこで、ビームモニタに利用されているZnS等を試用したが発光強度や位置分解能が十分ではなかった。本研究では、単結晶サファイアに賦活剤として注入するEuイオンの量や熱処理条件等の調整により、イオン入射方向に強いイオンルミネッセンス(Ion Luminescence: IL)を発する試料を開発できると考え、試料の調製、高感度な発光検出装置の構築を行った。調製試料の評価には、予備実験として試料表面にレーザーを照射することにより、ILと同様に電子励起過程を伴って発光するフォトルミネッセンス(Photoluminescence: PL)を実施した。この結果、表面から30nm
70nmにEuを7.5ions/nm
を注入した後、600
Cで30分間熱処理した試料のPL強度が最大だった。また、同試料を用いた発光検出装置の感度試験では、200cps以上の酸素イオンの照射によってILを捕えることができた。しかしながら、シングルイオンヒット実験では、ビーム電流量が数cps程度と低いため、今後賦活剤の濃度等の調製や開口の大きな対物レンズへの変更による感度向上などの改良を行う。
佐藤 隆博; 江夏 昌志; 加田 渉*; 横山 彰人; 神谷 富裕
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.242 - 244, 2014/08
被引用回数：5 パーセンタイル：38.03(Instruments & Instrumentation)AA new real-time single-ion hit position detecting system was developed to be replaced with SSNTD (Solid State Nuclear Track Detector) for cell irradiation experiments because SSNTD takes several minutes for off-line etching. The new real-time system consists of a 1-mm-thick CaF
(Eu) scintillator, an optical microscope with a 10
objective lens and a high-gain CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) camera. Each ion of 260-MeV neon passing through a 100-
m-thick SSNTD sheet was detected using the real-time system in a performance test for the spatial resolution. The FWHMs of the distances between positions detected by the real-time system and the centers of the etch pits on SSNTD were 4.9 and 11.4 m in x- and y-axis directions, respectively. The result shows that the system is useful for typical cultured cells of a few tens of micrometers.
加田 渉*; 佐藤 隆博; 横山 彰人; 江夏 昌志; 神谷 富裕
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.42 - 45, 2014/08
被引用回数：9 パーセンタイル：57.19(Instruments & Instrumentation)バイオエアロゾルと呼ばれる有機物が付着した数十m程度の微粒子の動態を正確に解析するためには、不純物を含む大気試料からバイオエアロゾルを個別に弁別し化学状態を分析することが必要である。このような分析を可能とするために、200900nmの波長範囲で光子計数レベルの極めて低い強度の荷電粒子誘起発光(Ion Luminescence: IL)の測定が可能な光学系を、日本原子力研究開発機構高崎量子応用研究所で開発した。この高感度光学系を用い、シングルエンド加速器からの13MeVの陽子及びヘリウムイオンのマイクロビームをプローブとして個別の微粒子から発生するILの測定を行った結果、ILのピーク波長がバイオエアロゾル表面に付着するとされる特定の有機物の標準試料のものと一致する微粒子の弁別に成功した。これらのことから、イオンマイクロビームを用いたIL測定がバイオエアロゾルの個別分析に極めて有効であることが示された。
ions observed using high-resolution Rutherford backscattering spectroscopy中嶋 薫*; 森田 陽亮*; 北山 巧*; 鈴木 基史*; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 辻本 将彦*; 磯田 正二*; 藤居 義和*; 木村 健二*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.117 - 121, 2014/08
被引用回数：7 パーセンタイル：48.36(Instruments & Instrumentation)Our previous observation that an impact of sub-MeV C ion makes an ion track in a thin amorphous silicon nitride (a-SiN) film suggests emission of thousands of atoms from the cylindrical region. Sputtering yields of a-SiN films by C ions were evaluated in order to confirm this observation. A-SiN films deposited on Si(001) were irradiated with 540-keV C ions at fluences from 2.510
to 110
ions/cm
. The compositional depth profiles of the irradiated samples were measured with high-resolution Rutherford backscattering spectroscopy, and the sputtering yields were estimated at 3900 
500 N atoms/ion and 1500 1000 Si atoms/ion. The sputtering yield of N was two orders of magnitude larger than the elastic sputtering yield by the SRIM code or than the measured electronic sputtering yield of a-SiN by 50-MeV Cu ions previously reported. Such a large sputtering yield cannot be explained either by the elastic sputtering or by the electronic sputtering. However, an estimation of the synergistic effect based on the inelastic thermal spike model roughly explains the observed large sputtering yield, indicating that the synergistic effect of the nuclear and electronic stopping powers plays an important role.
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 野島 健大; 江夏 昌志; 佐藤 隆博; 石井 保行; 大島 明博*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 332, p.238 - 241, 2014/08
被引用回数：1 パーセンタイル：10.25(Instruments & Instrumentation)プロトンマイクロビームによる微細加工技術を利用して、微細な六角柱による周期構造を有する蛍光板の作製を行った。その手順としては、紫外線硬化樹脂に蛍光体粉を混入し、原子力機構-TIARAにおいて3MeVプロトンマイクロビームのパターン照射を行った。照射後の試料はエタノールで洗浄し、未照射部位の紫外線硬化樹脂を取り除き、さらに塩酸によるエッチング処理を施した。作製した蛍光板は、可視光・紫外線照明下での光学顕微鏡と走査型電子顕微鏡で観察を行った。その結果、ミクロンオーダーの微細な構造を有する蛍光板が作製できていることが確認できた。この新たな蛍光板は、中性子やX線,イオンビーム等の高分解能な検出素子として利用できると思われる。
