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神谷 富裕; 及川 将一*; 大島 武; 平尾 敏雄; Lee, K. K.; 小野田 忍*; Laird, J. S.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 210, p.206 - 210, 2003/09
被引用回数：1 パーセンタイル：12.51(Instruments & Instrumentation)原研高崎の重イオンマイクロビーム・シングルイオンヒットシステムでは、宇宙空間における半導体素子のシングルイベント効果(SEU)の研究を目的として、微小半導体素子におけるシングルイオン誘起過渡電流特性の評価が行われている。このような測定では、微小領域に繰り返し入射される高エネルギー重イオンによる物質の照射損傷の影響が問題となる。しかし、入射イオンの個数を制御し、照射損傷の領域を
mレベルで限定できるシングルイオンヒット技術により、シングルイオン入射により生成された電荷がいかなる空間的広がりにおいて収集されるかを知ることも可能である。実験では試験素子である炭化珪素P型PNダイオードの径1mの領域に12MeV Niイオンを1個ずつ連続して照射し、過渡電流波形を計測した。その結果、シングルイオンの入射毎に連続してパルス波高及び収集電荷量が減衰するのが観測された。これはこの領域への1イオン入射による全ての電荷収集過程がそれまでの入射によって蓄積された照射損傷の影響を全て受けているためであると考えられる。これにより電荷収集過程は、横方向には1mあるいはそれ以上の広がりをもつことが予測される。今回はこの現象と、イオンの飛程及び素子の空亡層の厚みとの関係について考察する。
松林 政仁; 吉井 康司*; 日引 俊*; 三島 嘉一郎*
可視化情報学会誌, 20(Suppl.1), p.325 - 328, 2000/07
ポリエチレンシート(PE)とイメージングプレート(IP)を組み合わせて高速中性子ラジオグラフィに適用した。実験には東京大学高速中性子源炉弥生を使用した。1枚目のIP(IP-1)の前面にPEを配置しPE内で発生した反跳陽子をIP-1で記録するとともに、IP-1の後面に配置したIP(IP-2)に記録された画像を用いて
線の補正を行った。実験の結果から、PEの厚さが40mと120mの場合でIP-1の画像を比較すると差は見られなかった。これは飛程以上の厚さの位置で発生した反跳陽子はIP-1に記録されないためと考えられる。また、IPの支持体として使用されているポリエチレンテレフタレート(PET)も水素を含有しており、IPを2枚直接重ねた状態ではIP-1のPETで発生した反跳陽子がIP-2に記録されることがわかった。これに対して、水素を含まないテフロンシートを2枚のIPの間に挟み込むことにより改善した。
福田 光宏; 荒川 和夫
放射線と産業, (75), p.31 - 37, 1997/00
電子線とイオンビームの違いを計測という観点から平易に解説を試みた。電子とイオンは同じ電荷を持つ荷電粒子として、物質中においては、電子との距離に応じた電磁相互作用により、原子の励起や電離、弾性散乱などを引き起こす。しかし、唯一電子とイオンの違いは、質量である。電子の重さを軟式野球ボールに例えると、イオンは小錦に匹敵する重さを持っている。従って物質中では、イオンは同程度の重さの原子と散乱する以外は、ほとんど直進し、電子は軽量のため、散乱角と損失エネルギーが大きいという特徴を持っている。この性質の違いが計測方法の注意点を生むことになり、例えばファラデーカップでビーム強度を測定する場合、電子は飛程の伸びを考慮した厚さと後方散乱を抑える材質の選択が重要である。また半導体検出器のようなエネルギーを波高値でみる計測の場合には、電子の後方散乱によるエネルギーの逃げを防ぐ工夫も必要である。
O+
Bi nuclear fission by differential range method末木 啓介*; 西中 一朗*; 中原 弘道*; 谷川 勝至*; 塚田 和明
Journal of Alloys and Compounds, 213-214, p.420 - 422, 1994/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Physical)核分裂の運動エネルギーを一般的におこなわれている質量数に対する情報として得るだけでなく、分裂片の質量数と原子番号に対する情報として得るために、放射化学的微分飛程法を検討し、
Cfの自発核分裂に応用し、微分飛程分布データから飛程と運動エネルギーの関係を求めた。この方法をO+Bi反応で生成する中性子欠損軽アクチナイド
Paの核分裂におけるCs同位体の運動エネルギー測定に利用し、入射エネルギー93及び103MeVにおいて、その飛程と運動エネルギーを得た。その結果、Cs同位体の全運動エネルギー分布が一般的な質量数に対する変化と異なることを見いだした。この違いは、一次のCs同位体の全運動エネルギーが同位体間で一定ではなく、そのQgg値で決定されると考えるとうまく説明できることが明らかになった。
小嶋 拓治; 春山 保幸; S.Sudiro*; R.L.Tobing*; 柏崎 茂*
Radioisotopes, 42(11), p.607 - 613, 1993/11
飛程の短い放射線を対象とした厚さ200m程度のフィルム状アラニン線量計素子について、アラニン結晶の細粒化の方法、バインダーに適するポリエチレン(PE)種、成形方法等が素子の物理的特性及び線量応答特性に与える影響を調べた。この結果、(1)再結晶により得られたアラニンとメルトインデックス(MI)の高いPEの混合物のプレス成形、及び(2)機械的粉砕で得られたアラニンと比較的MIの低いPEの混合物の押出し成形により、厚さ150-200mのフィルム状素子が成形できた。方法(1)では、より薄いフィルムが製造できること、また方法(2)では、1-100kGyの線量範囲における同一バッチ間の線量応答の精度が
2%(95%信頼度限界)以内であることが明らかとなった。
白石 健介; 深井 勝麿; 八木 栄一*
Journal of Nuclear Materials, 179-181, p.550 - 553, 1991/00
被引用回数：6 パーセンタイル：58.71(Materials Science, Multidisciplinary)溶体化処理した316ステンレス鋼に室温で、高エネルギーのアルゴンまたは窒素イオンを1
10
m
程度まで照射し、照射損傷組織のイオン入射方向の変化を光学顕微鏡及び電子顕微鏡を用いて観察し、計算による、照射損傷の深さ分布と比較した。窒素イオンの照射では、57.4から86.2MeVのエネルギー範囲で測定した平均飛程は22.3~40.0mであり、拡張E-DEP-1コードを用いた計算結果とよい一致を示す。これに対して、40.5~51.1MeVのエネルギー範囲のアルゴンの平均飛程の測定値は、計算値の4.7~5.6mに比べて20%程度大きい。電子顕微鏡で観察した照射欠陥のイオンの入射方向における分布幅は、窒素イオン及びアルゴンイオン照射の双方とも、計算値とかなりよい一致を示す。アルゴンイオンを照射後、1023Kで1時間熱処理した試料には、タングルした転位線アルゴン気泡のほかM
C
型の炭化物が観察される。
He-, and 
-particle-induced reactions on 
Au永目 諭一郎; 末木 啓介*; 馬場 澄子*; 中原 弘道*
Physical Review C, 41(3), p.889 - 897, 1990/03
被引用回数：32 パーセンタイル：84.91(Physics, Nuclear)Auをターゲットとして、陽子、ヘリウム-3、粒子誘起反応を、生成物の励起関数、反跳飛程、核異性体生成断面積比を測定して調べた。中性子放出だけを伴う(particle,xn)反応では、複合核を経由する反応の特徴を示した。一方荷電粒子(陽子、粒子等)放出を伴う反応では、直接反応の寄与が大きいことがわかった。また、Au(p,pn)
Au
反応では、高スピン状態にある生成物Au
と低スピン状態のAu
との間に生成機構に顕著な差が見られた。(He,2p)反応では、一段階の一中性子移行反応の典型的な特徴を示していた。実験データと統計モデルの計算との比較の結果、(particle,xn)反応に関してはよい一致が見られた。また、複合核経由の反応について、複合核のスピン分布から核異性体生成断面積比を予測する。半経験的方法を提案した。
山口 誠哉
JAERI-M 89-074, 109 Pages, 1989/06
中性子・ガンマ線混在場における
Li、
Liガラス・シンチレータの応答の差を利用して、DT中性子で照射された核融合炉ブランケット模擬体系中のトリチウム生成率を、高感度、オンラインで、かつ高精度に測定する方法を開発した。特に、シンチレータが中性子束に与えるパータベーション(自己遮蔽効果および中性子束低下)、および、シシチレータのサイズが生成荷電粒子であるアルファ粒子・トリトンの飛程に比べて十分大きくないために生ずる波高分布の歪み(端効果)について、実験、理論およびモンテカルロ・シミュレーションにより詳しい検討を加えた。本測定法をブランケット模擬体系中のトリチウム生成率分布測定に適用し、
線計数法による結果と良い一致を得た。さらに、Li、Liガラス・シンチレータ同時測定、検出器の超小型化、強電磁場への適応を目的として、本測定法への光ファイバーの応用も行なった。
浜田 省三
日本原子力学会誌, 28(12), p.1165 - 1171, 1986/12
被引用回数：2 パーセンタイル：32.47(Nuclear Science & Technology)中性子照射による金属材料の損傷の模擬試験としてイオン照射が広く行われているが、イオン照射で生じる損傷は試料内で一様ではなく、入射イオンの平均飛程近傍に集中する。イオン照射実験の結果をより正確に評価するためには、この損傷の深さ分布を直接的に知ることが重要である。このために、イオン照射した試料を入射ビームに対して垂直な方向から電子顕微鏡を用いて観察するCross-section法(Niメッキ法)が試みられている。しかしながら、従来のCross-section法では、ステンレス鋼において照射したままの状態を観察することができなかった。本報告では、メッキ条件の検討及び最適化を行い、照射したままの状態を観察できる電子顕微鏡用試料を作製する技術を開発したので、その方法について述べる。
古牧 睦英; 大野 新一; 大津 仁; 伊藤 洋; 瀬口 忠男; 岩崎 又衛*
Nucl.Tracks Radiat.Meas., 11(1-2), p.99 - 101, 1986/00
タンデム加速器を利用してポリフッ化ビニリデンに重イオンを照射し、多孔性高分子膜作製研究を進めるにあたり、本樹脂による重イオントラック形成特性を知る必要がある。従って
In,
Ni,ClおよびOの4種のイオンを重ねた薄膜に貫通させ、それぞれをエッチングした。その時、表面の電顕写真観察により、重イオンの飛程と、異なる入射エネルギーによるトラックエッチング像形成の有無を知ることが出来た。その結果ポリフッ化ビニリデンは、Clイオン以上の重イオントラックを形成し、Oイオンではエッチング像は、はっきりと現れないことが分かった。これらの結果を、Northcliffeらの計算値と比較すると飛程は、大略よく一致し、重イオンの検出限界エネルギーは、12~13MeV/amu以上にあたると計算された。これらは、フッ素樹脂が、7~20MeV/amuの範囲内とする文献値とよく一致した。
浜田 省三; 沢井 友次; 白石 健介
日本原子力学会誌, 26(8), p.695 - 697, 1984/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.3(Nuclear Science & Technology)ヘリウムイオンのステンレス鋼中の平均飛程は、照射試料の入射面に垂直な断面を化学腐食することによって精度よく測定できると報告されている。この方法が不活性ガスイオンばかりではなく、一般の高エネルギー重イオン照射の場合にも適用できることを確かめるために、炭素イオンをステンレス鋼に照射して、化学腐食法によって平均飛程を測定し、計算で求めた値と比較・検討した。タンデム加速器を用いて40MeVの炭素イオンを雰囲気温度で316ステンレス鋼に照射した。照射試料の入射面に垂直な断面を化学腐食すると入射面に平行な腐食線が入射面から18~19mの距離に観察された。この腐食線を含む領域を電子顕微鏡で観察すると転位ループが集合した帯が入射面に平行に観られた。この結果から、腐食線は平均飛程に対応していることがわかった。この腐食線の入射面からの距離18.5mは計算で求めた平均飛程18.7mとよい一致を示す。
深井 勝麿; 白石 健介; 八木 栄一*; 浜田 省三; 沢井 友次
日本原子力学会誌, 26(11), p.974 - 976, 1984/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.3(Nuclear Science & Technology)イオン照射によって金属材料中に生じる損傷の分布は一様ではなく、照射イオンの平均飛程近傍に集中する。従って、イオン照射による実験結果を定量的に解析する上で、一つの基準となる平均飛程を実測することは重要である。高エネルギーHeイオンのステンレス鋼における平均飛程を実測するために、我々が開発した化学エッチングによる方法が、Heイオンに限らず他のイオン種にも応用できることをArイオン及びNイオンの照射によって確かめた。この方法によって、ステンレス鋼におけるArイオン(45.7MeV)及びNイオン(86.2MeV)の平均飛程は、それぞれ6m及び40mと求められた。これらの値は、拡張E-DEP-1コードを用いて計算した平均飛程〔Ar(45.7MeV)…5.2m N(86.2MeV)…39.8m〕とかなりよく合う。また、照射後、高温で熱処理すると飛程近傍に顕著な組織変化が起きる。このため、同じ方法で飛程を求めることができる。
白石 健介; 深井 勝麿
Journal of Nuclear Materials, 117, p.134 - 142, 1983/00
被引用回数：12 パーセンタイル：77.09(Materials Science, Multidisciplinary)標準の316ステンレス鋼を室温で24MeVのヘリウムイオンを3.210
ions/mまで照射した。この試料の上表面の微小硬さを照射面からの距離の関数として測定すると、硬さの最大値が照射面から105mの位置に現われる。また、この試料の断面の電子顕微鏡組織の観察では、照射面から105~114mの範囲で小さな転位ループが認められる。この試料を1023Kで1時間熱処理すると、化学エッチによって、照射面から107mの位置を中心にして8mの間隔をもった2本の線が光学顕微鏡写真上で観察される。この2本の線は、断面の電子顕微鏡写真で観察される、かなり密にしかも直線状に並んだフランクループの列と対応していることが確められた。本実験で観察した照射欠陥の深さ分布は、Littmark and Zieglerが非晶質の鉄について理論的に計算したヘリウムの分布とよい一致を示す。
深井 勝麿; 白石 健介
日本原子力学会誌, 25(2), p.123 - 125, 1983/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.29(Nuclear Science & Technology)中性子照射損傷の模擬試験としてイオン照射実験を行う場合、イオン照射によって試料中に生じる欠陥の分布についてよく調べておかなくてはならない。溶体化処理した316ステンレス鋼に24MeVのヘリウム・イオンを照射した後750
Cで1時間熱処理し化学エッチをすると照射面から107mの距離に2本の平行線が現われる。この2本の線は、照射試料の断面の電子顕微鏡組織観察で観られる、2列に並んだフランク型の転位ループに対応している。このフランク型の転位ループは、照射後熱処理した試料に生じるヘリウム気泡が分布する領域の両側に生じるものであり、ヘリウムの気泡の分布は室温で入射したヘリウムの分布とそれほど異っていないので、化学エッチで観られる2本の平行線の中心線が入射ヘリウムの平均の飛程を表わすものであると結論できる。このようにして測定したステンレス鋼中のヘリウムの平均飛程は22~32MeVのエネルギー範囲で計算によって求めた値とよい一致を示す。
深井 勝麿; 白石 健介
日本原子力学会誌, 25(4), p.52 - 54, 1983/00
高エネルギーイオンの金属中の平均飛程は照射欠陥による硬さの変化として比較的容易に測定できることが期待される。このことを確めるために、ステンレス鋼に24MeVのヘリウムイオンを3.210ions/mまで照射し、試料の上表面の硬さを照射面からの深さの関数として測定した。照射硬化による硬さの最大値は、照射量に関係なく、試料表面から105mの深さの位置に生じる。この深さは、電子顕微鏡で観察される照射欠陥の深さ分布とよく対応しており、照射硬化量も電子顕微鏡で観察される照射欠陥の大きさと密度から予測される値とかなりよい一致を示す。また、試料の前にクサビ型の黒鉛を置き、ステンレス鋼試料に入射するヘリウムイオンのエネルギーを連続的に変えた実験で得られた硬さが最大となる深さ位置を入射イオンのエネルギーの関数として整理すると、ヘリウムイオンのエネルギーが21~33MeVの範囲でLittmark-Zieglerの鉄についてのヘリウムイオンの平均過程の計算とかなりよく一致する。
中井 洋太; 多幡 達夫*; 岡部 茂*
応用物理, 51(3), p.279 - 285, 1982/00
10keV以下の電子の物質透過に関して、放射線生物、固体物理、核融合などの分野における応用面の重要性について述べるとともに、阻止能、平均自由距離、飛程について最近の理論および実験の成果を解説した。そして若干の実験的な検証のもとで、自由電子ガス模型、電子ガス統計模型による計算値が、系統性に乏しい実験データにかわって応用上利用するのに妥当であるという展望を与えることができた。
Li(n,)H reaction in Li
O single crystals内田 勝也*; 赤堀 光雄; 野田 健治; 谷藤 隆昭; 那須 昭一; 桐原 朝夫*
Journal of Nuclear Materials, 89(1), p.92 - 98, 1980/00
被引用回数：8 パーセンタイル：65.19(Materials Science, Multidisciplinary)単結晶酸化リチウム(LiO)からの反跳によるトリチウム放出量と中性子照射量の関係およびLiO中のトリチウムの飛程について調べた。その結果、反跳トリチウム放出量と中性子照射量の間には、正比例の関係があった。また、この関係から、LiO中の2.7MeVのトリチウムの飛程を38.42.3mを求めた。一方、酸素とリチウムの各阻止断面積から求めた飛程は、36.7mであり、この値と実験値を比較し議論した。
曽根 和穂; 白石 健介
JAERI-M 6094, 39 Pages, 1975/04
Mo、Nb、V、Fe、Niの5種類の金属材料を、N、Arおよびそれぞれの金属イオンで照射した場合のはじき出し損傷(DPA値)の計算を行い、その結果をグラフで示した。損傷計算の基礎となる重イオンのエネルギー損失については、LSS理論を用いた。重イオンによって生み出された1次ノック・オン原子(PKA)の損傷効率を常に1としている従来の計算法の欠点を補正し、1次ノック・オン以降の衝突カスケードに対しても電子励起によるPKAのエネルギー損失を考慮する方法をとった。計算の対象にした重イオンのエネルギーは2MeV以下で、特にFeターゲットのNiイオン照射の場合についても計算した。これはステンレス鋼のNiイオン照射の近似としてよく使われる組合せである。これらの重イオン照射損傷の計算や実験などにおいて重要な関連パラメータ(エネルギー損失率、損傷効率、飛程およびそのストラグリング)の計算値を重イオンのエネルギーの関数として表で示した。
畑 健太郎; 馬場 宏; 馬場 澄子
JAERI-M 5558, 128 Pages, 1974/02
荷電粒子の飛程および無限厚さのターゲットに対する核反応生成量(Thick Target Yield)を計算するためのコードTYIELDを開発した。計算の対象となりうる入射粒子の種類は電子と陽電子を除く原子番号10までの荷電粒子に限られ、そのエネルギーは陽子相当で2MeVから500GeVの範囲に限られる。これらの制限は飛程の計算上の制約によるものである。ターゲットの種類はあらゆる元素、化合物、あるいは混合物について有効である。計算に必要な記憶容量は62K語、一反応あたりの所要時間はCPU専有時間にして2分以下である。附録としてフォートランリスト、全元素に対する陽子の飛程の計算値、218種類のラジオアイソトープの製造に有用な荷電粒子反応に対するThick Target Yieldの計算値、および励起関数データを載せた。
酒井 卓郎; 安田 良; 飯倉 寛; 佐藤 隆博; 石井 保行
no journal, ,
We report a unique micromachining technique using proton microbeam and range shifters. The combination of these devices enables rapid fabrication of 3D microstructures. The range shifters are used to control the depth profile of energetic particle beams in materials. This device is an essential technique in particle cancer therapy. In this work, we have demonstrated fabrication of 3D structures made from UV/EB curable resin using the scanning proton microbeam. The height of the structures depends on the penetration depth of the proton beam that is controlled by the range shifters. Five different polymer films are used as the range shifters. Optical microscopy and scanning electron microscopy have been used to characterize the fabricated samples. The results show that the control of proton beam depth is successful and degradation caused by straggling is tolerable. In conclusion, this new technique is very promising to fabricate 3D structures.
