レーザー駆動中性子による宇宙核物理学研究

使用激光驱动中子进行天核物理研究

• 批准号: 22H01239
• 负责人: 早川 岳人
• 金额: $ 11.48万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01239/
• 关键词: レーザー中性子; 宇宙核物理; レーザー核物理; s過程

鉄より重い元素は遅い中性子捕獲反応と急速な中性子捕獲反応過程で生成された。しかし、励起状態で核反応が発生する。またr過程では不安定核の中性子捕獲反応断面積が必要である。そのため、励起状態の原子核や、不安定核の中性子捕獲反応断面積の計測が求められている。近年、急速に発達しているレーザー駆動粒子では、フェムト秒からナノ秒の時間幅で高輝度かつ、連続エネルギーのパルスを生成できる。これらを用いて中性子による宇宙核物理研究をすすめる。大阪大学のレーザー科学研究所のLFEXレーザーを用いて中性子生成実験を行った。LFEXから供給された大強度レーザーを約10^18W/cm^2の非常に強い集光強度で、水素を重水素に置換した固体ポリエチレンターゲットの表面に集光しプラズマを生成した。レーザーパルスによってポンデロモティーブ力等による粒子加速機構によって、電子がプラズマ中で加速され放出された。加速された電子がターゲットから飛び出した瞬間に、マイナスの電荷の電子とプラスの電荷のプラズマの間に極めて強い静電場が形成され、この静電場によって陽子及び重陽子の正イオンが陽子については約30MeV/u、重陽子については約10MeV/uまで加速された。このポリエチレンターゲットの直後にベリリウムターゲットを設置し、p+Be反応やd+Be反応で中性子を生成した。生成された中性子のエネルギーは約8mの距離に設置した液体シンチレーション検出器を用いて飛行時間計測法で計測した。中性子のエネルギーは約1MeV前後にピークがあり、中性子エネルギーが増加するにつれて減衰した。また、低エネルギーの中性子を生成するためにモデレーターをベリリウムターゲットの背後に設置し中性子の減速を行った。その直後に試料を設置し、照射後に試料を鉛と銅で遮蔽した測定箇所においてGe半導体検出器でガンマ線の計測を行い中性子量の評価を行った。

The important element is that the neutrals are caught rapidly and the process of neutralization is generated. Make sure that you are in a state of emergency, and that you are going to have a problem with it. In the process of instability, it is necessary for the neutrons to capture the reactive cross-section. We need to know that the neutrons of the unstable nuclei, the neutrons of the unstable nuclei and the unstable nuclei are excited. In recent years, there has been a rapid increase in the number of particles in the air, the amplitude in seconds, and the speed in connection with each other. The study of cosmic nuclear physics is based on the use of neutrons. The Institute of Science of Osaka University uses neutrons to generate LFEX lines. The LFEX system is used to increase the intensity of light, which is about 10 ^ 18W

项目成果

Evidence for Enrichment of Niobium-92 in the Outer Protosolar Disk

原太阳外盘中铌 92 富集的证据

• DOI: 10.3847/2041-8213/acab5d
• 发表时间: 2023
• 期刊: The Astrophysical Journal Letters
• 作者: Hibiya T.;Iizuka T.;Enomoto;H.;Hayakawa;T.
• 通讯作者: T.

Non-destructive inspection of water or high-pressure hydrogen gas in metal pipes by the flash of neutrons and x rays generated by laser

• DOI: 10.1063/5.0088997
• 发表时间: 2022-04
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: T. Wei;A. Yogo;T. Hayakawa;Y. Arikawa;Y. Abe;Maiko Nakanishi;S. R. Mirfayzi;Z. Lan;T. Mori;K. Mima;S. Fujioka;M. Murakami;M. Nakai;H. Nishimura;S. Kar;R. Kodama

Feasibility study of laser-driven neutron sources for pharmaceutical applications

激光驱动中子源用于制药应用的可行性研究

• DOI: 10.1017/hpl.2023.4
• 发表时间: 2023
• 期刊: High Power Laser Science and Engineering
• 影响因子: 4.8
• 作者: Takato Mori ; Akifumi Yogo ; Yasunobu Arikawa ; Takehito Hayakawa ; Seyed R. Mirfayzi ; Zechen Lan ; Tianyun Wei ; Yuki Abe ; Mitsuo Nakai ; Kunioki Mima ; Hiroaki Nishimura ; Shinsuke Fujioka ; Ryosuke Kodama
• 通讯作者: Ryosuke Kodama

Thermal neutron fluence measurement using a cadmium differential method at the laser-driven neutron source

在激光驱动中子源处使用镉微分法测量热中子注量

• DOI: 10.1088/1361-6471/ac6272
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics
• 作者: Mori Takato;Yogo Akifumi;Hayakawa Takehito;Mirfayzi Seyed R;Lan Zechen;Wei Tianyun;Abe Yuki;Arikawa Yasunobu;Nakai Mitsuo;Mima Kunioki;Nishimura Hiroaki;Fujioka Shinsuke;Kodama Ryosuke
• 通讯作者: Kodama Ryosuke