Study on production of Low-energy light ions in proton- and neutron-induced reactions and their transport in material and biological body

质子和中子诱导反应中低能轻离子的产生及其在材料和生物体内的传输研究

基本信息

批准号：
21H01863
负责人：
渡辺幸信
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

(1) 平滑化手法に着目したデータ解析手法の改良低エネルギーイオンの粒子識別を可能とするため、波形データからノイズを除去するための平滑化パラメータ及び手法の詳細検討を行った。平滑化スプライン補間を適用することで、前年度の結果（平滑化に移動平均法を適用）に比べ、より低いエネルギー（2MeV付近）の陽子、重陽子、三重陽子の粒子識別に成功した。(2) ΔE-Eカウンターテレスコープ検出器の性能テスト実験通常のSi検出器とCsI検出器を組み合わせたΔE-Eカウンターテレスコープ検出器の性能試験を実施した。この検出器は、nTD-Si検出器で測定可能な粒子のエネルギーより高いエネルギー領域のデータ取得に使用する。九州大学加速器・ビーム応用科学研究センターのタンデム加速器施設にて、Al標的にLi-7ビームを入射して核反応で放出される荷電粒子（陽子、重陽子、三重陽子、α粒子）を測定した。その結果、良好な粒子識別ができ、それぞれの荷電粒子のエネルギースペクトルを導出することができた。また、nTD-Si検出器のみで測定した低エネルギー領域のエネルギースペクトルとデータ欠損なく、接続可能であることも示せた。(3)理論モデル計算コードの予備解析離散準位の粒子崩壊を考慮できるCCONEを用いて、炭素に対する14,18MeV陽子入射反応の放出陽子及びα粒子のDDXを計算し、先行研究の実験データと比較した。粒子崩壊を考慮することで実験値の再現性が大きく向上した。さらに、順次崩壊過程に寄与する励起エネルギー準位を増やすことで、先行研究では過小評価になっていたα粒子の放出エネルギー領域でDDX計算の予測精度が向上することを示すことができた。

(1)以平滑方法为中心的数据分析方法的改进为了实现低能离子的粒子识别，我们对平滑参数和波形数据中去除噪声的方法进行了详细的研究。通过应用平滑样条插值，我们成功识别出与前一年的结果（应用移动平均法进行平滑）相比能量较低（约2 MeV）的质子、氘核和三重质子。 (2)ΔE-E反射望远镜探测器的性能测试实验我们对ΔE-E反射望远镜探测器进行了性能测试，该探测器是常规Si探测器和CsI探测器的组合。该探测器用于采集比 nTD-Si 探测器测量的更高能量范围的粒子数据。在九州大学加速器和射束应用科学研究中心的串联加速器设施中，我们通过将Li-7束注入Al靶中，测量了核反应中释放的带电粒子（质子、氘核、三重质子和α粒子） .结果，我们能够成功识别粒子并推导出每个带电粒子的能谱。我们还表明，它可以连接到仅使用 nTD-Si 探测器测量的低能区域的能谱，而不会丢失任何数据。 (3)理论模型计算代码初步分析利用可以考虑离散水平粒子衰变的CCONE，计算了碳上14,18 MeV质子入射反应中发射质子和α粒子的DDX，并与实验数据进行了比较从之前的研究来看。通过考虑粒子衰变，实验值的再现性大大提高。此外，通过增加有助于顺序衰减过程的激发能级数量，我们能够证明，在α粒子发射能量区域中，DDX计算的预测精度可以得到提高，而这在以前的研究中被低估了。