PET製剤製造のための同軸円筒型慣性-静電閉じ込めD-^3He核融合陽子源の開発

开发用于 PET 药物制造的同轴圆柱形惯性静电约束 D-^3He 聚变质子源

• 批准号: 17656029
• 负责人: 河野 俊之
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656029/
• 关键词: 慣性-静電閉じ込め; ビーム核融合; PET; 陽子生成; 電磁偏向; 中性子

本研究は,同軸円筒型慣性-静電閉じ込めD-^3He核融合陽子源を製作し,この陽子源の放電特性および陽子生成特性を計測し,数値シミュレーション結果との比較により,PET(Positron Emission Tomography)製剤製造のためのコンパクトな核融合陽子源を開発するための基礎資料を得ることを目的として行われた。1年間の研究により,以下の結果を得た。1.最初に,D-D核融合による陽子の検出を行い,中性子生成率の測定値との比較により,陽子検出器の較正を行った。高電圧放電を用いるため,電子の制動放射によるX線が発生する。このため,X線にも感度のある陽子検出器を使う場合,X線を遮蔽する必要がある。D-D核融合の場合,金属薄膜フィルターだけでは,D-D核融合による低エネルギー(3.03MeV)の陽子を透過し,X線だけを遮蔽することが難しかったため,数値シミュレーションにより陽子軌道を求め,電磁偏向を用いた陽子検出器を製作した。なお,陽子検出素子にはSSD(Silicon Surface Barrier Diode)を使用した。2.中性子生成率と比較すると,陽子の検出効率が非常に低い(計算値の0.1〜0.001程度)ことが明らかになった。シミュレーション結果との比較から,これは真空容器内の比較的広い領域で核融合反応が起こっているため,検出器に到達できない多数の陽子が存在するためであると推定された。この測定方法を使うと,将来,核融合反応の分布を計測できる可能性がある。3.D_2と^3Heの混合比を変化させながら陽子生成率を測定し,^3Heの単位消費量当たりの陽子生成率を最大にする最適なガス混合比として1.5:1を得た。なお,実験では,放電電圧55kV,放電電流15mAにおいて定常的に2×10^6n/sの陽子生成率を得ることができた。

In this study, the fabrication of coaxial cylindrical inertial-electrostatic discharge (D-^3He) fusion anode source, the measurement of its discharge characteristics and the comparison of the results, and the basic data for the development of PET(Positron Emission Tomography) production were obtained. 1 year of research, the following results were obtained. 1. Initially,D-D nuclear fusion was performed in the process of anode detection, and the measurement value of the intermediate sub-production rate was compared with that of the positive sub-detector. High voltage discharge is used, and X-rays are emitted from electronic brake radiation. The X-ray detector is used to detect the X-ray. In the case of D-D nuclear fusion, the metal thin film is used to make the anode detector for D-D nuclear fusion with low energy (3.03MeV) transmission, X-ray shielding, and numerical value calculation. SSD(Silicon Surface Barrier Diode) is used. 2. In comparison with the generation rate of neutral particles, the generation rate of positive particles is very low (calculated value of 0.1 ~ 0.001). The results of the comparison show that the nuclear fusion reaction in the vacuum vessel is expected to occur in the presence of a large number of positive ions. The method of measurement is very important, and in the future, the distribution of nuclear fusion reaction is very likely to be measured. 3. The ratio of D_2 to 3He was changed to determine the ratio of cation generation. The ratio of cation generation to 3He was increased to 1.5:1. The discharge voltage is 55kV, the discharge current is 15 mA, and the anode generation rate is 2×10^6n/s.

项目成果

Performance Characteristics of Ion-Source-Assisted Cylindrical IEC Fusion Neutron/Proton Source

离子源辅助圆柱形 IEC 聚变中子/质子源的性能特点

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc. 7th US-Japan Workshop on Inertial Electrostatic Confinement Fusion
• 作者: K.Yamauchi;A.Tashiro;S.Ohura;M.Watanabe他
• 通讯作者: M.Watanabe他

陽電子断層撮影診断のための放電型ビーム核融合陽子源の基礎的研究

正电子断层诊断放电型束聚变质子源基础研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 平成17年度電気学会全国大会 1
• 作者: 大浦園恵;田代敦;山内邦仁;渡辺正人;沖野晃俊 他
• 通讯作者: 沖野晃俊 他

PULSED OPERATION OF A COMPACT FUSION NEUTRON SOURCE USING A HIGH-VOLTAGE PULSE GENERATOR DEVELOPED FOR LANDMINE DETECTION

使用为地雷探测而开发的高压脉冲发生器对紧凑聚变中子源进行脉冲操作

• 发表时间: 2005
• 期刊: Fusion Science and Technology 47・4
• 作者: K.Yamauchi;M.Watanabe;A.Okino;T.Kohno;E.Hotta;M.Yuura
• 通讯作者: M.Yuura

Performance of Neutron/Proton Source Based on Ion-Source-Assisted Radially Conversion Beam Fusion

基于离子源辅助径向转换束聚变的中子/质子源性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proc. IEEE International Conference on Plasma Science
• 作者: K.Yamauchi;A.Tashiro;S.Ohura;M.Watanabe他
• 通讯作者: M.Watanabe他

Improvement of Proton Source Based on Cylindrical Inertial Electrostatic Confinement Fusion with Ion Source

基于离子源圆柱形惯性静电约束聚变的质子源改进

• 发表时间: 2005
• 期刊: NIFS Proceedings NIFS-PROC-61
• 作者: K.Yamauchi;S.Ohura;A.Tashiro;M.Watanabe他
• 通讯作者: M.Watanabe他