Evaluation of irradiation-induced defect behaviors by pump-probe positron annihilation spectroscopy

通过泵浦探针正电子湮没光谱评估辐照引起的缺陷行为

基本信息

批准号：
22H02005
负责人：
木野村淳
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Kyoto University
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

项目摘要

ビームラインを設置する複合研電子加速器施設の測定室は遮蔽が十分ではないため、電子線パルスに同期して空間線量が増加する。シンチレーション検出器により放射線レベルの時間変化を計測した結果、放射線レベルがピークからバックグラウンドまで低下するまで約5マイクロ秒を要した。一方、ビームラインの長さを10m、陽電子のエネルギーを10eVとすると、陽電子ビームが発生からビームライン終端に至るまでの時間は5.3マイクロ秒であった。そのままビームを導入すると、十分空間線量が低減しないうちに陽電子ビームが到達し、測定に問題が生じる。このことから、ビームラインにストレージ装置を設置して、電子線のパルスから遅延させてビームを導くことが必須である。陽電子の速度と空間分布を考慮して、ストレージ装置の長さは4mで十分である。これに加えて、ターゲットを含む直線部約1.3m、曲率約0.5mの90度ベンド配管4箇所、試料チャンバから構成されるビームラインとした。また真空ポンプはイオンポンプ3台、ターボ分子ポンプ1台を配置した。この基本設計に基づく構成部品の製作、入手を行った。ビームライン各部の構造を最適するためにSIMIONコードを用いて、最適なモデレータ構造の探索を行うとともに、リニアストレージの磁場、電場分布が蓄積効率に与える影響に関する調査を行った。リニアストレージに関する計算においては、ソレノイドコイルを持つ直線状真空ダクトを接続するフランジ部分における補助コイルの1度以下の傾きがビーム伝搬に大きな影響を与えることが示された。さらにモデレータ材料を最適化するため、モデレータ試験装置を製作した。モデレータ試験装置についてはまだ性能不足のための再放出効率の測定には至っていないが、ベンド配管中の陽電子の伝搬に関する先行研究との比較検討を行うための有用な知見を得た。

安装梁线的复合肯特电子加速器设施的测量室是屏蔽不足的，因此空气剂量与电子束脉冲同步增加。使用闪烁检测器测量了辐射水平的时间变化，并且从峰值到背景下降了大约5微秒的辐射水平。另一方面，如果光束线的长度为10 m，并且正电子的能量为10 eV，则从正电子束的产生到梁线终止的时间为5.3微秒。如果原样引入光束，则正电子梁将在充分降低空气剂量之前到达，从而导致测量问题。因此，必须在光束线上安装存储设备，并通过从电子梁的脉冲中延迟梁来引导梁。考虑到正电子的速度和空间分布，存储设备长度为4M就足够了。此外，梁线由四个90度弯曲管组成，其中包含目标的直部分，约13m，曲率约为0.5m，和一个样品室。此外，排列了三个离子泵和一个涡轮分子泵。这些组件是根据此基本设计制造和获得的。为了优化每个光束线的结构，我们使用模拟代码搜索了最佳主持人结构，并研究了线性存储中磁性和电场分布对累积效率的影响。在线性存储的计算中，已经表明，在法兰部分中，将线性真空导管与螺线管线圈连接的法兰部分中的辅助线圈小于1度，对梁传播具有显着影响。此外，为了优化主持人材料，制造了主持人测试设备。尽管主持人测试设备由于性能不足而无法衡量重新排放效率，但它已经获得了有用的知识，可以比较和检查弯曲管中正上音的传播与先前的研究。