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報告書

Self-focusing of a pulsed electron beam in gases and their ionization; A novel approach to discharge chemistry

堀田 寛; 新井 英彦; 田中 隆一; 須永 博美

JAERI 1278, 75 Pages, 1982/06

JAERI-1278.pdf:3.57MB

気相放射線化学および気体レーザー発振の研究等で興味のもたれているFebetronのパルス電子線(480keV、8kAピーク、FWHM 3ns)の各種気体中のビーム挙動を主に、気体圧の関数として、照射セル中のビーム軸上に置いたアルミニウムーブルーセロハン積層線量系で測定した。観測された深部線分布曲線およびイオン化の数値計算から、びーむ挙動の支配因子を解明するとともに、ビームエネルギースペクトルの気体圧依存性および各種気体のイオン化過程について考慮した。その結果、(1)5Torr以下で見られたビームの自己集束性は生成正イオンのビーム電荷中和作用によること、(2)数Torr付近の発散はビームの誘導電場により気体が絶縁破壊され、セル中を流れる正味の電流が減少したためであること、(3)10Torr以上での自己集束性は気体圧増により気体の絶縁破壊が抑えられたこと、および(4)100Torr以上だの発散は、気体分子との多重衝突によるビームの発散であること等を明らかにした。

論文

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
 被引用回数：1

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、P$$delta$$ion(E$$_{b}$$)(P:気体圧、$$delta$$ion(E$$_{b}$$):エネルギーE$$_{b}$$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。

論文

Decline of the self-focusing of a pulsed high intensity electron beam owing to gas breakdown

堀田 寛; 新井 英彦

Journal of Chemical Physics, 67(8), p.3608 - 3615, 1977/08

https://doi.org/10.1063/1.435360
 被引用回数：9

Febetron706からのパルス電子線の自己集束は、気体によって異なるが、2~100Torrの中間圧域で崩壊する。これは二次電子の急激な倍増による気体の絶縁破壊によるものである。気体の各種性質の文献値から絶縁破壊時間を計算し、それとパルスの立上り時間との比較によって、自己集束崩壊を定量的に解析できることを示す

論文

Effect of additives on self-focusing of a pulsed electron beam in Ar, He and O$$_{2}$$

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$$_{2}$$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。

論文

The Dependence of self-focusing of a high-intensity pulsed electron beam on gaseous media as studied by depth-dose distributions, 3; Hydrocarbons and halogenomethanes

新井 英彦; 堀田 寛

Radiat.Res., 64(3), p.407 - 415, 1975/03

https://doi.org/10.2307/3574231
 被引用回数：3

Febetron706からのパルス電子線の自己集束性をガス圧の関数として測定した。10Torr以下での低圧でのピンチから求めた全イオン化断面積はガスのモル電子分極に対応している。10~40Torrでのピンチの立上りより、二次電子とガスとの相互作用は次の順であると考えられる。CH$$_{4}$$$$<$$$$<$$C$$_{2}$$H$$_{6}$$$$<$$C$$_{3}$$H$$_{8}$$$$<$$C$$_{4}$$H$$_{1}$$$$_{0}$$$$<$$C$$_{5}$$H$$_{1}$$$$_{2}$$$$<$$C$$_{2}$$H$$_{6}$$$$<$$C$$_{2}$$H$$_{4}$$$$<$$C$$_{2}$$H$$_{2}$$、そしてCH$$_{4}$$$$<$$CH$$_{3}$$F$$<$$CHClF$$_{2}$$$$<$$CCl$$_{2}$$F$$_{2}$$。

論文

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
 被引用回数：10

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。

論文

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
 被引用回数：6

H$$_{2}$$,D$$_{2}$$,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。

論文

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
 被引用回数：7

N$$_{2}$$,O$$_{2}$$,N$$_{2}$$O,CO$$_{2}$$,SF$$_{6}$$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$$tau$$($$tau$$+1)M/Aの関数として統一的に説明できる。

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