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超短パルスガンマ線の発生とその応用に関する研究

超短脉冲伽马射线的产生及其应用研究

基本信息

批准号：
11J05193
负责人：
平義隆
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、電子蓄積リングを周回する高エネルギーの電子ビームに、直角方向からレーザーを衝突させることで発生可能なパルス幅サブピコ秒からピコ秒のレーザーコンプトン散乱ガンマ線源の開発を行い、その応用の開拓及びパルス幅測定技術の開発を行うことが目的である。今年度は、超短パルスガンマ線を世界で初めて陽電子消滅寿命測定に応用する研究とそのガンマ線のパルス幅上限値の評価を行った。陽電子消滅測定は、陽電子が電子と消滅するときに放出する消滅ガンマ線を測定し、物質同定や格子欠陥の種類や大きさを非破壊で測定できる強力な分析方法である。従来の分析方法では、外部で発生させた陽電子を試料に照射しており、厚さ数cmの工業製品の分析を行えないといった問題点があった。しかし、エネルギーの高いガンマ線が、物質中で陽電子を発生することを利用することで試料全体の欠陥分析や容器に密閉された試料の分析を行うことが可能である。実験では、厚さ50mmの鉛板にパルス幅5ps(FWHM)の超短パルスガンマ線を照射し、消滅ガンマ線を高速時間応答のフッ化バリウムシンチレーターで測定した。消滅ガンマ線の放出タイミング分布を算出することで、陽電子の消滅寿命が192±9psと測定された。鉛における消滅寿命の理論値は、190psであるため、超短パルスガンマ線が、陽電子消滅寿命測定に応用可能であることを示すことができた。また、陽電子消滅寿命測定システムの時間分解能が205psであることが分かり、超短パルスガンマ線のパルス幅が電子ビームのパルス幅の400psよりも確かに短くなっていることを実証することができた。これらの研究成果に関して今後学術雑誌に投稿する予定である。

This study aims at the development of electron accumulation, high energy density and high energy density electron emission, and the development of electron emission measurement technology. This year's study on the application of ultra-short electron annihilation lifetime in the world and the evaluation of the upper limit of electron amplitude Determination of positron annihilation, positron annihilation, electron emission, annihilation line determination, substance identity, lattice type, non-destructive determination, strong analytical method The analysis method of the present invention is based on the analysis of industrial products with a thickness of several cm. It is possible to analyze the sample in a closed container by using a high concentration line and a positive electron in the substance. In fact, a lead plate with a thickness of 50mm and a width of 5ps(FWHM) is irradiated with ultra-short optical fibers to eliminate the optical fibers and achieve high-speed time-response. The emission distribution of the annihilation line was calculated, and the annihilation lifetime of the positron was measured. The theoretical value of lead annihilation life is 190ps, and the ultra-short annihilation life is possible. The time resolution of the positron annihilation lifetime measurement system can reach 205ps, and the ultra-short electron annihilation lifetime measurement system can reach 400ps. The results of this research are related to the future academic journals.