3Dプリンタを用いた新規核反応測定装置の開発

使用3D打印机开发新型核反应测量装置

• 批准号: 22KJ1320
• 负责人: 中野 秀仁
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1320/
• 关键词: ホウ素中性子捕捉療法; 核反応データ; 中性子; 有機シンチレータ; 3D プリンタ

ホウ素中性子捕捉療法における被ばく線量評価で重要な要素である14N(n,p)14C 反応を、熱中性子領域から100keV の入射中性子エネルギー範囲において高精度で測定を行い、現在の不十分な核反応データを大幅に補完することが本研究の目的である。試料内でのエネルギー損失の問題から、精度の向上が難しかった中性子が入射した際の荷電粒子生成反応断面積を測定するための試料添加型シンチレータを製作した。測定対象物質をシンチレータに添加することでエネルギー損失を理論上なくすことができ、測定対象の試料を増やすことができるためより高い精度での測定が期待できる。研究対象の14Nに加えて、反応断面積がよく知られている6Liと10Bを添加したシンチレーション検出器を製作し、東工大のペレトロン加速器、及び大強度陽子加速器施設(J-PARC)の中性子核反応測定装置を用いて実験を行った。初めに行ったペレトロン加速器を用いた実験の結果、添加試料を加えていないシンチレーション検出器と測定物質を添加したシンチレーション検出器で波高スペクトルに大きな差異が見られ、荷電粒子発生反応を検出できることが分かった。しかしながら、ガンマ線をはじめとするバックグラウンドが大きく、14N(n,p)14C反応のような断面積の小さい反応はバックグラウンドの除去が大きな課題となることが分かった。J-PARCでの実験では、バックグラウンドを除去するためにデジタル回路による波形弁別を行った。波形弁別の結果、ガンマ線と荷電粒子による事象を弁別できることが分かった。

14N(n,p)14C reflection, thermal reflection, 100keV incident reflection, high precision measurement, high precision measurement, high precision The problem of sample loss and accuracy is that the sample is added to the sample to determine the cross-sectional area of charged particles generated during incidence. The measurement of the target substance is expected to be carried out with high precision. The 14N accelerator and reflection area of the object were studied. The detector was fabricated and the intermediate nuclear reflection measurement device of the East China University of Technology and the high intensity positron accelerator facility (J-PARC) was implemented. The results of the initial operation of the accelerator, the addition of the sample detector, the measurement of the substance, the detection of the charged particle generation reaction, the detection of the wave height, the detection of the charged particle generation reaction, and the detection of the charged particle generation reaction. 14N(n,p)14C reverse cross section area small reverse cross section area small reverse cross section large cross section small cross J-PARC has a waveform component that is different from the waveform component in the loop. The result of waveform differentiation is that the charged particles are separated from each other.