レーザー中性子源の深化ー中性子分析への応用をめざしてー

激光中子源的深化 - 旨在中子分析中的应用 -

• 批准号: 22H02007
• 负责人: 余語 覚文
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Osaka 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02007/
• 关键词: レーザー中性子源; レーザーイオン加速; 中性子共鳴吸収分析; レーザー駆動中性子源

本研究では、レーザー中性子源の実用化のために、より高効率な中性子発生機構の追求と生成した中性子による分析技術の開発を行う。そのため、代表者等が発見したスケーリング則を適用しつつ冷却装置による固体重水素薄膜を用いることでレーザーエネルギーから重水素加速エネルギーへの変換効率を上げる。また、短パルス性を大きく損なわない減速体系を構築する。2m 以下の距離に検出器を設置し中性子飛行時間計測法でエネルギーを計測しつつ検出域の前にサンプルを配置することで、シングルショット中性子共鳴吸収分析法の開発を行う。クライオ冷却による固体重水素薄膜生成装置の開発は順調に推移しており、セルフサポートの重水素薄膜（厚さ100μm）を生成して、真空中で数時間保持する試験に成功した。2023年度には大型レーザー装置LFEXのマシンタイムに採択されており、重陽子加速試験を実施する計画である。また、シングルショット中性子分析の実証研究においては、従来の固体重水素添加プラスチック薄膜を用いてレーザー駆動中性子実験を実施した。中性子共鳴吸収分析を実施し、サンプルの昇温に伴って共鳴吸収ピークの半値幅が増大する結果を、シングルショット計測することに成功した。従来の加速器中性子を用いた研究例では、10ｍ級のビームラインで時間積算計測が行われていたが、本研究では、1.8ｍの距離で、レーザー１ショットで計測する点が特徴である。現状では測定ノイズ等に起因するばらつきが大きいため、計測器及び遮蔽の配置の最適化によって改善を目指す。将来的には、元素を選別して瞬間の温度を透過計測できる技術につながる。

在这项研究中，为了实际使用激光中子来源，我们将追求更有效的中子产生机制，并使用产生的中子开发分析技术。因此，通过在应用代表发现的缩放定律的同时，使用固体氢体薄膜使用固体薄膜，从激光能量到氘加速能量的转化效率提高。此外，构建了一个减速系统，不会显着损害短脉冲性能。通过将检测器放置在2m或更小的距离，使用中子飞行时间测量方法测量能量，并将样品放置在检测区域前，将开发一种单发中子共振吸收分析方法。使用冷却冷却的固体氢键生成装置的开发一直在稳步发展，并且成功的测试是成功的，在该测试中，产生了自支撑的氘薄膜（100μm厚），并将其保存在真空中几个小时。它是在2023年的大型激光器设​​备LFEX的机器时间中选择的，并计划进行迪特隆加速测试。此外，在单杆中子分析的实证研究中，使用常规的固体氢化塑料薄膜进行了激光驱动的中子实验。进行了中子共振的吸收分析，我们成功地测量了结果的单一镜头，其中共振吸收峰的半宽随着样品温度的升高而增加。在使用加速器中子的传统研究示例中，在10m级梁线上进行了时间集成测量，但本研究的特征是用单个激光射击的特征，其距离为1.8m。当前，由于测量噪声等，导致的变化很大，因此通过优化测量仪器和屏蔽的布置来进行改进。将来，这将导致允许选择要素的技术，并且可以传输和测量瞬时温度。

项目成果

レーザー駆動中性子源を用いた宇宙核時計Lu-176の崩壊加速メカニズムに関する研究

激光驱动中子源宇宙核钟Lu-176衰变加速机制研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 巽 湧太;余語 覚文;早川 岳人;有川 安信;森 隆人;藍 澤塵;偉 添允;勝 常也;中井 光男;三間 圀興;安倍 勇輝;蔵満 康浩;藤岡 慎介;兒玉 了祐
• 通讯作者: 兒玉 了祐

レーザー駆動線源による中性子共鳴吸収 II -シングルショット分析を目指して-

激光驱动线源的中子共振吸收II -走向单次分析-

• 发表时间: 2023
• 作者: *余語 覚文1;Lan Zechen1;早川 岳人2;Wei Tianyun;有川 安信1;安部 勇輝1;藤岡 慎介1;中井 光男1;三間 圀興1;兒玉 了祐
• 通讯作者: 兒玉 了祐

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

レーザー駆動中性子源を用いた中性子共鳴透過分析システムの開発と実証

使用激光驱动中子源的中子共振传输分析系统的开发和演示

• 发表时间: 2023
• 作者: 李 在洪;伊藤 史哲;弘中 浩太;小泉 光生;堀 順;寺田 和司;余語 覚文
• 通讯作者: 余語 覚文

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