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論文

Development of beam generation and irradiation technology for electrostatic accelerators

千葉 敦也; 宇野 定則; 大越 清紀; 山田 圭介; 齋藤 勇一; 石井 保行; 酒井 卓郎; 佐藤 隆博; 水橋 清

JAEA-Review 2005-001, TIARA Annual Report 2004, p.358 - 360, 2006/01

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2005-001-p0268-p0412.pdf

日本原子力研究所高崎放射線高度利用センターにある、シングルエンド加速器, タンデム加速器, イオン注入装置の3台の静電加速器における16年度のイオンビーム照射技術開発について報告する。イオン注入装置のビーム制御技術として、メッシュ状の透過型ビーム電流モニタとワイヤー型可変減衰器を組合せることで、ビーム電流を数%の変動幅で安定に供給できるシステムを確立した。また、イオン生成技術として、金属イオン等の材料への注入深さの制御範囲を拡大させるため、注入装置に搭載された小型ECRイオン源を用いて金属多価イオン生成を行っている。シングルエンドでは、マイクロビームにおいて、PCからの制御であらかじめ設定した領域に、指定した時間だけ走査照射をするシステムの開発を行った。さらに、加速器の電圧安定化に伴う、高精度な電圧安定度の測定技術として、共鳴幅($$pm$$50eV)の極めて小さな核反応によるビームエネルギー幅の測定システムを確立した。

論文

共鳴核反応を用いた精密なビームエネルギー幅の測定

石井 保行; 千葉 敦也; 高田 功; 田島 訓

JNC TN7200 2001-001, p.100 - 104, 2002/01

原研高崎に設置されている3MVシングルエンド加速器は、$$pm 1times10^{-5}$$の高電圧安定度が得られる設計になっており、電圧測定抵抗を用いた測定からこの値に近い安定度が得られている。しかし、この電圧安定度はビームを発生しない無負荷状態で測定された値であるため、ビームのエネルギー幅は実際のビームを用いて測定する必要がある。本研究ではこれまで加速器のエネルギー校正に使用してきた多数ある$$^{27}Aell(p,gamma)^{28}Si$$のうちエネルギー幅の測定に使用できる反応幅の小さな反応エネルギー0.992MeVと1.317MeVを選択した。また、3MeVに近いエネルギーでの測定を行うため、$$^{24}Mg(p,gamma)^{25}Aell$$のうち、小さな反応幅の反応エネルギーとして2.010MeVと2.400MeVを用いて測定した。これにより、加速器の最高電圧に近い値でビームエネルギー幅の測定が可能となった。これらの反応により、加速器のエネルギー範囲で異なったビームエネルギーでのエネルギー幅を測定するとができるようになり、加速電圧に対するビームのエネルギー幅の比の関係を得ることができた。実験結果からビーム電流10$$mu$$A程度のときにこの比は平均$$frac{Delta E}{E} sim 4times10^{-4}$$であることが分かった。

論文

共鳴核反応を用いた3MVシングルエンド加速器のエネルギー校正

石井 保行; 田島 訓; 高田 功; 水橋 清; 齋藤 勇一; 宇野 定則; 大越 清紀; 中嶋 佳則; 神谷 富裕; 酒井 卓郎

第11回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.72 - 74, 1999/01

3MVシングルエンド加速器は原研納入時にプロトン(P)のエネルギー1.880MeVをしきい値とする核反応$$^{7}$$Li(p,n)$$^{7}$$Beを用いて校正を行っている。しかし、その方法では中性子の検出効率が低いこと、及び本加速器の加速電圧域で上記以外の核反応を確認することが困難なことから、数keVオーダーの分解能でエネルギー校正を行うことは困難である。我々は共鳴核反応$$^{27}$$Al(p,$$gamma$$)$$^{28}$$Siの中で反応エネルギー0.992MeVと1.317MeVを利用するエネルギー校正方法を採用した。この方法では反応幅が極めて狭いこと、及び$$gamma$$線の観測を行うので検出効率が高いことから、数keVオーダーでの校正が可能である。この方法でエネルギー校正を行い加速器制御装置の表示エネルギーと2つの核反応エネルギーとの比較から校正定数として約2%の値を得た。

論文

JT-60U用その場ボロン化処理装置により作製したボロン膜中の水素分析

西堂 雅博; 柳生 純一; 山本 春也; Goppelt-Langer, P.*; 青木 康; 竹下 英文; 楢本 洋

第4回TIARA研究発表会要旨集, 0, p.44 - 45, 1995/00

JT-60Uで実施した第4回その場ボロン化処理(ボロン・コーティング)で作製したボロン膜中の水素濃度分析を、高崎研・高機能材料第2研究室と共同で行った。分析法として、$$^{15}$$Nを用いた共鳴核反応法及び高エネルギー$$^{16}$$O及び$$^{58}$$Niを使用した反跳粒子検出法を採用した。前者の場合には、膜厚が厚いと深さ分布を得るためには時間がかかること、また、軽水素と重水素の分離測定は、困難であることが判明した。後者の場合には、膜厚が厚く(~1$$mu$$m)ても、深さ分布を得るのに短時間で良いこと、また、軽水素と重水素の分離測定が可能であること、さらには、30MeV$$^{58}$$Niを使用した場合には、母材元素であるボロンの反跳スペクトルを得ることができるため、水素の定量がボロン濃度を内部標準として使用できる利点のあることが判明した。

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