Effect of defocusing on laser ablation plume observed by laser-induced fluorescence imaging spectroscopy

大場 正規; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 若井田 育夫

Japanese Journal of Applied Physics, 55(2), p.022401_1 - 022401_4, 2016/02

https://doi.org/10.7567/JJAP.55.022401

燃料デブリ遠隔分析としてレーザーブレークダウン発光分光法やアブレーション共鳴吸収分光法の開発を行っているが、最適な測定条件を得るためにはアブレーションプルームの挙動を知ることが重要である。アブレーション共鳴吸収分光条件の最適化を目的に、アブレーションレーザービームをデフォーカスさせたときのプルーム中の中性原子およびイオンの空間分布を測定した。試料として金属および酸化ガドリニウムを用い、アブレーションレーザーの焦点位置を試料表面に垂直な方向に変化させた時のアブレーションプルームの画像を中性原子およびイオンの基底状態から励起したレーザー誘起蛍法により観測した。その結果、デフォーカスが大きいとプルームは縦に広がり、一方、焦点が試料に合っているときには半球状に広がることが分かった。また、最も蛍光強度が高くなる条件は、中性原子では3-4mm、イオンでは2mmデフォーカスしたところにあることが分かった。これは、基底状態にある中性原子やイオンの密度がこのデフォーカス条件で最も高くなることを示している。したがって、最適な共鳴吸収条件は焦点位置が試料表面にあるときではなく、ある程度デフォーカスしたところにある。

Sub-millimeter synchrotron X-ray focusing by crystal bender

米田 安宏; 松本 徳真; 古川 行人*; 石川 哲也*

Physica Scripta, T115, p.995 - 997, 2005/00

サジタルフォーカスは放射光X線の集光技術の中でも最も効率的な方法の一つで、サンプル位置におけるX線強度を増大させるために用いられる。この結晶ベンダーとして、シリコン(311)結晶を用いた場合についての結果を報告する。ベンダーはSPring-8標準2結晶分光器の第2結晶としてインストールされるもので、4ポイントメカニズムにより、定位置出射を実現している。このベンダーにリブなし結晶を用いたところ、35-60keVのエネルギー領域において0.5mmの集光サイズを達成した。このようなエネルギー領域においては、全反射ミラーなどはまだ使うことができないため、多くの実験に結晶ベンダーが用いられることになる。

Steering of high energy negative ion beam and design of beam focusing/deflection compensation for JT-60U large negative ion source

井上 多加志; 宮本 賢治; 永瀬 昭仁*; 奥村 義和; 渡邊 和弘

JAERI-Tech 2000-023, p.27 - 0, 2000/03

JAERI-Tech-2000-023.pdf:1.18MB

JT-60U大型負イオン源は45cm110cmという大面積電極から大電流負イオンビームを生成する。一方、JT-60UのN-NBI入射ポート断面積は約60cm50cmと狭小であり、ビーム損失を抑え高い効率で中性粒子ビームを入射するためには、加速管内での不整なビーム偏向を補正し、かつビームを集束する必要がある。本報告は電極孔変位(孔ズレ)によるビーム偏向について行った実験と設計検討の結果をまとめたものである。実験には3段階加速構造をもつ400keV負イオン源を用い、JT-60U N-NBIのフルパワー運転と同じパービアンスを保ってビーム偏向を行った。この結果電子抑制磁場によるビーム偏向の補正には電子抑制電極を、またビーム集束のために接地電極を変位させる、JT-60U大型負イオン源の電極孔パターンの設計を確定した。

A New high-resolution small-angle X-ray scattering apparatus using a fine-focus rotating anode,point-focusing collimation and a position-sensitive proportional counter

依田 修

Journal of Applied Crystallography, 17, p.337 - 343, 1984/00

https://doi.org/10.1107/S0021889884011614

全反射ガラスミラーと水晶モノクロメータを組み合わせて、X線を検出器位置に点状に収束させ、散乱強度を一次元位置敏感型検出器(PSPC)によって測定する高分解能小角散乱装置を試作した。この装置の設計、性能を詳述した。

Self-focusing of a pulsed high-intensity electron beam in a low-pressure gas

新井 英彦; 堀田 寛*

Radiat.Res., 77(3), p.405 - 416, 1979/00

https://doi.org/10.2307/3575153

パルス電子線の集束度をビーム軸上に置いた線量計で測定すると、大体1Torr以下の低圧気体中では線量が気体圧に比例して増加する。この関係を、時間依存性をもつ空間電荷の中和因子を導入してシミレートした。この解析から、ある一定の線量を与える条件下では、Pion(E)(P:気体圧、ion(E):エネルギーEのビーム電子に対する気体の全イオン化断面積)は気体の種類に無関係に同一の値をとることを理論的に示した。この関係から求めた全イオン化断面積は文献値とよい一致をみせた。さらに、低圧で測定された深部線量分布曲線では表面線量が内部線量より高い場合が一般的であった。これは、ビーム電子が480keVの主成分の他に、低エネルギー成分をもつことを示している。

Effect of additives on self-focusing of a pulsed electron beam in Ar, He and O

新井 英彦; 堀田 寛

Radiation Physics and Chemistry, 10(1), p.7 - 15, 1977/01

パルス電子線が自己集束するための媒体気体の最適圧が10Torr以下と100Torr以上の二つあることを既に発表したが、今回はHe、Ar、O中に第二気体を添加し第二高圧領域(10~300Torr)で現象がどのようになるかを調べた。第二気体は単に二次電子の冷却効果だけでなく、第二気体と第一気体との間の反応(主に電荷移動)、第二気体への二次電子の付着反応、両者の反応のエネルギー依存性など、いくつかの興味ある反応がこの現象に関与していることを明らかにした。

Depth-dose distributions in an aluminum-blue-cellophane stack for a high-intensity pulsed electron beam in an atmosphere of helium

田中 隆一; 須永 博美; 堀田 寛

Radiat.Res., 63(1), p.14 - 23, 1975/01

https://doi.org/10.2307/3574303

Febetron706からのパルス電子線のアルミニウム・ブルーセロファン積層中でのdepth-dose曲線を、雰囲気のヘリウム圧や積層線量計の位置を変化させて測定した。その結果わかったことは、ヘリウム中では10Torr付近と600Torr付近で電子線は自己集束し、その間の50Torr付近では著しく発散することである。そこで、0.01,10,50,655Torrで詳しく各種位置でのdepth-dose曲線の変化を測定し、各条件での線質の変化を検討した。

The Dependence of self-focusing of a high-intensity pulsed electron beam on gaseous media as studied by depth-dose distributions, 2; Inorganic polyatomic gases

堀田 寛; 田中 隆一; 新井 英彦

Radiat.Res., 63(1), p.32 - 41, 1975/01

https://doi.org/10.2307/3574305

N,O,NO,CO,SF中でFebetron706からのパルス電子線の自己集束性を研究した。10Torr以下の低圧ピンチの起こる圧から気体の全イオン化断面積が求められる。10~50Torrでのピンチの立上りの様相は二次電子と気体との相互作用、主として電子-イオン再結合反応で説明することができる。150Torr以上での一次電子線の挙動はこの自己集束作用の他に多重散乱を考慮して(+1)M/Aの関数として統一的に説明できる。

飛行時間焦点法逆転配置型結晶アナライザー中性子分子分光器の検討

柴田 薫

no journal, , 

飛行時間焦点法逆転配置型結晶アナライザー分光器とは、板状試料, アナライザー結晶, 中性子検出器の間で、中性子の散乱後の飛行時間が一定に収束されている分光器のことである。この型の分光器の原形は東北大学原子核理学研究施設で考案されたもので、その後、この原形をもとにした分光器CATが高エネルギー物理学研究所に設置された。更に英国RAL研究所ISISパルス中性子施設において、分光器TFXAとして設置され、更に性能向上して分光器TOSCAとして現在、水素の非干渉性散乱を用いた分子分光装置として広い応用分野で利用されている。合衆国ORNL研究所SNSパルス中性子施設においても分光器VISIONとして設置されmicro gramの微量試料を用いてエネルギー分解能E/E 1.5%で水素の非干渉性散乱による分子振動スペクトルの測定を実現している。本発表では、飛行時間焦点法逆転配置型結晶アナライザー分光器の分光原理の発展を検討し、J-PARC MLFに設置する場合の最適な仕様について検討した結果について報告する。