Establishment of a novel detection system for measuring primary knock-on atoms

Tsai, P.-E.; 岩元 洋介; 萩原 雅之*; 佐藤 達彦; 小川 達彦; 佐藤 大樹; 安部 晋一郎; 伊藤 正俊*; 渡部 浩司*

Proceedings of 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2017) (Internet), 3 Pages, 2018/11

https://doi.org/10.1109/NSSMIC.2017.8532975

一次はじき出し原子(PKA)のエネルギースペクトルは、モンテカロル放射線輸送コードを用いた加速器施設設計の放射線損傷評価において重要である。しかし、計算コードに組み込まれている物理モデルは、PKAスペクトル について実験値の不足から十分に検証されていない。これまで、従来の固体検出器を用いた原子核物理実験の測定体系において、劣った質量分解能や核子あたり数MeV以上と高い測定下限エネルギーのため、実験値は限られていた。そこで本研究では、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて、PKAスペクトルを測定するための2つの時間検出器と1つのdE-Eガス検出器からなる新しい測定体系を設計した。その結果、本測定体系は、質量数20から30のPKAにおいて、核子当たり0.3MeV以上のエネルギーを持つPKA同位体を区別できる。一方で、質量数20以下のPKAにおいては、PKAの質量数を識別できる下限エネルギーは核子当たり0.1MeV以下に減少する。今後、原子力機構のタンデム施設、及び東北大学のサイクロトロン・ラジオアイソトープセンターにおいて、設計した測定体系の動作テストを行う予定である。

Radiation induced conductivity and voltage holding characterisics of insulation gas for the ITER-NBI

藤原 幸雄; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 宮本 賢治; 宮本 直樹*; 小原 祥裕; 奥村 義和; 渡邊 和弘

Proc. of Joint Meeting of 8th Int. Symp. on the Production and Neutralization of Negative Ions & Beams, p.205 - 215, 1997/00

現在進められているITER工学設計では、装置のコンパクト化を図る目的でイオン源と加速器の周囲に絶縁ガスを充填することが検討されている。一方、核融合装置は強力な放射線発生源となるため、絶縁ガスの使用にあたっては放射線の影響を考慮しなければならない。本研究では、コバルト60線を用いた絶縁ガスへの照射実験を行い、高電圧環境下の各種絶縁ガス(SF,CF,CO,空気,SFと空気の混合ガス)に対する線の影響を調べた。絶縁ガス中を流れる電離電流は、ガスの体積、ガスの圧力、吸収線量、ガスの分子量に比例することが明らかとなった。また、線照射による絶縁破壊電圧の低下は高々10%程度であった。

重イオン用ガス輸出器におけるCFガスの特性

長野 賢三*; 杉山 康治; 竹腰 英子

JAERI-M 84-145, 29 Pages, 1984/08

JAERI-M-84-145.pdf:1.23MB

ENMA焦点面検出器を構成している電離箱および比例計算管におけるCFの特性を5MeV粒子および高エネルギー重イオン粒子を用いて検討した。さらに、アバランシェ・カウンターにおけるCFガスの特性を得るために、小型アバランシェ・カウンターおよびこの変形型のものを製作し、5MeV粒子を用いて、アバランシェ電子のパルス波電、ガス破壊重圧、時間分解離を測定した。どの型の平行平板アバランシェ・カウンターに対しても、300PSecの時間分解離を得た。他のカウンターガス特性との比較において、電離箱、比例計算管、アバランシェ・カウンターにおけるCFガスの特性のまとめを行った。

大強度パルス電子線による気体電離過程の数値解析; 計算プログラムの作成とArへの適用

新井 英彦

JAERI-M 9320, 40 Pages, 1981/02

JAERI-M-9320.pdf:0.97MB

現在、各種の大強度パルス電子線が、プラズマの生成、気相放射線化学反応、気休レーザーの発振の研究に広く使われているが、数Torr以上の比較的高い圧力の気体中でのパルス電子線照射による電離過程の解明ははとんど為されてない。本研究では、パルス電子線により生じる誘導電場とプラズマ逆電流を考慮した自己無接着法によりパルス電子線照射による気体電離過程の数値解析可能なプログラムを作成し、Arに通用し、その妥当性と有用性を確かめた。このプログラムは任意のビーム電流特性のパルス電子線および任意の気体に適用可能で、電離過程での各素過程の寄与を明らかにすることができる。

Ionization of gases by a pulsed electron beam as studied by the self-focusing, II; Polyatomic gases

新井 英彦; 堀田 寛*

Journal of Chemical Physics, 75(6), p.2723 - 2729, 1981/00

https://doi.org/10.1063/1.442341

大強度パルス電子線による水素、チッ素およびメタンの電離過程の数値解析とそれぞれの気体中でのパルス電子線の収束度の観測結果との比較に基づいて、パルス電子線による気体イオン化過程における分子特性の役割について検討した。その結果、電場による電離周波数の小さい気体ほど、あるいは、二次電子の減速効果が大きく、かつ、イオン化ポテンシャルの高い気体ほど、パルス電子線照射によるイオン化度が低く、ビーム集束度は高いことが明らかとなった。

The Contribution of the double collision occurring in an atom to the yield of the ionization and excitations of noble gases irradiated by 100keV electrons

岡崎 清*; 佐藤 伸*; 大野 新一

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 48(5), p.1411 - 1416, 1975/05

https://doi.org/10.1246/bcsj.48.1411

Gryzinskiの二重イオン化に対する取り扱いを利用して、100keVの電子照射で希ガス中に生ずるイオン化と励起に対する二重衝突過程の寄与を計算した。ヘリウム以外で、二重衝突は電子全体の収量の5~15%を説明する。最終的に計算で得たG値はHe、Ne、Ar、Kr、Xeの順に示すとつぎのようになった。電子のG値、2.28,2.53、3.09、3.41、3.67。励起一重項状態のG値、0.84、1.37、1.78、1.54、1.41、三重項状態のG値、0.17、0.07、0.13、0.23、0.39。

The Dependence of self-focusing of a high-intensity pulsed electron beam on gaseous media as studied by depth-dose distributions, 1; Hydrogen and monatomic gases

堀田 寛; 田中 隆一; 須永 博美; 新井 英彦

Radiat.Res., 63(1), p.24 - 31, 1975/01

https://doi.org/10.2307/3574304

H,D,He,Ne,Ar,Kr,Xe中でFebetron706からのパルス電子線の自己集束性をアルミニウム-ブルーセロファン積層線量計を用いて研究した。その結果、10Torr以下での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た。20Torr以上で再び起るピンチは二次電子の再結合係数と関係していることがわかった。さらに高圧では一次電子線の多重散乱のため発散する。

The Estimation of the G-values for the ionization and excitation of noble gases irradiated by 100keV electrons

佐藤 伸*; 岡崎 清*; 大野 新一

Bulletin of the Chemical Society of Japan, 47(9), p.2174 - 2180, 1974/09

https://doi.org/10.1246/bcsj.47.2174

二体衝突理論を使って、100keVの電子照射によって希ガス中に生じるイオン化と励起のG値を計算した。求まったG値は、He、Ne、Ar、Kr、Xeの順につぎのようになった。電子のG値、2.27、2.19、2.81、3.20、3.45。一重項励起のG値、0.85,1.55,1.92,1.64,1.51。三重項励起のG値、0.17,0.07,0.13.0.23,0.39。計算方法と計算結果の意味について論じた。