JP2007248423A - Imaging plate iron analyzer using photostimulable phosphor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、イオンビームの評価装置に関する輝尽性発光体を用いたイメージングプレートイオン分析装置についてのものである。 The present invention relates to an imaging plate ion analyzer using a stimulable illuminant relating to an ion beam evaluation apparatus.
従来から、イオン分析装置は、主に検出素子としてCR-39等の固体飛跡検出素子が用いられてきた。図1に従来例のイオン分析装置の構成図を示す。しかし、この固体飛跡検出素子6を用いた計測システムでの読み出しには、前処理即ちエッチングが必要で、且つ読み取りにも時間が掛かる技術課題があった。又、イオンビームを分析対象としたものではないが、電子ビームを分析対象とした分析装置で検出素子を使用したものが既に存在している。
本発明の課題は、上記前処理不要で、高速読み取りができるイオン分析装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an ion analyzer that can perform high-speed reading without the need for the pretreatment.
上記問題を解決するために、本発明のイメージングプレートイオン分析装置では、輝尽性発光体であるイメージングプレートを検出素子として用いることにより、イオンを前処理不要で且つ高速読み取りができることを特徴としている。本発明で使用されるイメージングプレートには、例えば、表面に保護層のない、蛍光層50ミクロンのBaFBrI:Eu蛍光体からなるもので、富士フイルム株式会社製型番BAS−TR等が使用される。 In order to solve the above problem, the imaging plate ion analyzer of the present invention is characterized in that ions can be read at high speed without the need for pretreatment by using an imaging plate, which is a stimulable luminescent material, as a detection element. . The imaging plate used in the present invention is made of, for example, a BaFBrI: Eu phosphor having a fluorescent layer of 50 microns without a protective layer on its surface, and model number BAS-TR manufactured by Fuji Film Co., Ltd. is used.
本発明では、図2に示すように、磁石4と電極5によって構成される分析部により、2次元的にエネルギー・質量に対応して偏向されるイオンの軌道上にイメージングプレート7を配置する事を特徴としている。このイメージングプレート7は輝尽性発光体であり、読み取り装置8によって、直接イオン強度に応じた空間的に強度分布を持つ画像がデジタル情報として得られる。この画像に解析装置9を用いて強度補正演算を行うことで、イオン個数を見出し前処理が不要で高速読み取りが達成できる。 In the present invention, as shown in FIG. 2, the imaging plate 7 is arranged on the trajectory of ions that are deflected in two dimensions in accordance with the energy and mass by the analysis unit constituted by the magnet 4 and the electrode 5. It is characterized by. The imaging plate 7 is a stimulable luminescent material, and an image having a spatial intensity distribution corresponding to the direct ion intensity is obtained as digital information by the reading device 8. By performing an intensity correction calculation on the image using the analysis device 9, the number of ions is found and preprocessing is unnecessary, and high-speed reading can be achieved.
即ち、本発明は、イオン源、ピンホール、磁石、電極、検出素子、検出素子読み取り装置、及び解析装置から構成されるイオン分析装置において、検出素子として輝尽性発光体からなるイメージングプレートを使用し、イオン源からのイオンビームをピンホールを経て、前記磁石及び電極により生ずる磁場及び電場中を通過させて前記イオンビームの各イオンの軌道を曲げてイメージングプレートに記録させ、この空間的に分離されて記録されたイオンビームをイメージングプレート読み取り装置によりデジタル情報として記憶し、この記憶された情報を解析装置により各イオンの有するエネルギー、核種、及び電離度に対応する情報として出力し、読み取り後のイメージングプレートを白色光を用いて前記輝尽性発光体に残存している露光情報を消去することを特徴とするものである。 That is, the present invention uses an imaging plate made of a stimulable phosphor as a detection element in an ion analyzer composed of an ion source, a pinhole, a magnet, an electrode, a detection element, a detection element reading device, and an analysis device. Then, the ion beam from the ion source passes through the pinhole, the magnetic field and the electric field generated by the magnet and the electrode, and the trajectory of each ion of the ion beam is bent and recorded on the imaging plate, and this spatial separation is performed. The recorded ion beam is stored as digital information by the imaging plate reader, and the stored information is output as information corresponding to the energy, nuclide, and ionization degree of each ion by the analyzer, Exposure remaining on the stimulable illuminant using white light on the imaging plate It is characterized in that to erase distribution.
本発明のイオン分析器を用いることにより、旧来の手法と比較して固体飛跡検出素子の前処理を行う必要がなくなるので分析作業工程の省力化ができる。さらに、読み取りも旧来の手法と比較して高速であるので分析作業を効率的に行うことができる。 By using the ion analyzer of the present invention, it is not necessary to pre-process the solid track detection element as compared with the conventional method, so that the labor of the analysis work process can be saved. Furthermore, since the reading is faster than the conventional method, the analysis work can be performed efficiently.
本発明のイメージングプレートイオン分析装置について、図面を参照して説明する。図3に本発明の実施形態にかかる例としてのイメージングプレートイオン分析装置を示す。本実施例は、イオン源2、ピンホール3、磁石4、電極5、イメージングプレート7、イメージングプレート読み取り装置8、解析装置9から構成されている。 The imaging plate ion analyzer of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 shows an imaging plate ion analyzer as an example according to an embodiment of the present invention. The present embodiment includes an ion source 2, a pinhole 3, a magnet 4, an electrode 5, an imaging plate 7, an imaging plate reader 8, and an analyzer 9.
イオン源2から放出されるイオンビーム1はピンホール3を通過する事で、ビームの発散を抑制させるとともにビーム断面を微小にする。このビームを磁石4で発生する磁場と電極5に電圧を供給することで得られる電場によってビームを偏向する。このとき、偏向の大きさは、イオンのエネルギー・核種・電離度に依存するので、イオンビームはエネルギー・核種・電離度に応じて空間的に分離する。この空間的に分離したイオンビームはイメージングプレート7によって記録される。このイメージングプレートは、イメージングプレート読み取り装置8によってデジタル情報として記憶され、解析装置9によりイオンのエネルギー・核種・電離度に対応するイオンの個数情報として出力される。 The ion beam 1 emitted from the ion source 2 passes through the pinhole 3, thereby suppressing beam divergence and making the beam cross section minute. The beam is deflected by a magnetic field generated by the magnet 4 and an electric field obtained by supplying a voltage to the electrode 5. At this time, since the magnitude of the deflection depends on the ion energy, nuclide, and ionization degree, the ion beam is spatially separated according to the energy, nuclide, and ionization degree. This spatially separated ion beam is recorded by the imaging plate 7. This imaging plate is stored as digital information by the imaging plate reader 8 and output as number information of ions corresponding to the ion energy, nuclide, and ionization degree by the analyzer 9.
イメージングプレートを用いることにより、従来の固体飛跡検出素子例えばCR-39を用いた分析方法と比較して前処理が不要で、且つ読み取り作業も高速なイオンの分析が可能となる。 By using the imaging plate, it is possible to analyze ions that require no pre-processing and can be read at high speed as compared with an analysis method using a conventional solid track detection element such as CR-39.
以下に実際の実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。図3で示した構成で実験を行った。イオン源2には、レーザー・プラズマ相互作用によって発生する最大800keVのエネルギーを有する陽子ビームを用いた。この陽子ビームの生成には、パルスあたりのエネルギーが250mJ、レーザー波長800nm、パルス幅250fs(半値全幅)、直線偏光のレーザービーム10を用いた。このレーザー光をf=650mmの軸外し放物面鏡によって、水素炭化物が表面に吸着されている厚み3umのチタン薄膜上に集光・照射を行い、このターゲットの裏面からレーザー・プラズマ相互作用によって陽子(水素)ビームが発生する。この陽子ビームをイオンビーム1として径100umのピンホールに入射して、電場・磁場によって構成される分析部を通じて、イメージングプレート7に照射した。このイメージングプレート7をイメージングプレート読み取り装置8で読み取り、解析装置9で計算機処理する事によって前処理不要で高速に分析を行った。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to actual examples. Experiments were performed with the configuration shown in FIG. For the ion source 2, a proton beam having an energy of up to 800 keV generated by laser-plasma interaction was used. For generation of this proton beam, a linearly polarized laser beam 10 having an energy per pulse of 250 mJ, a laser wavelength of 800 nm, a pulse width of 250 fs (full width at half maximum), and the like was used. This laser beam is focused and irradiated onto a 3um thick titanium thin film on which hydrogen carbide is adsorbed on the surface by an off-axis parabolic mirror of f = 650mm, and laser-plasma interaction is applied from the back of this target. A proton (hydrogen) beam is generated. The proton beam was incident on a pin hole having a diameter of 100 μm as an ion beam 1 and irradiated on the imaging plate 7 through an analysis unit constituted by an electric field and a magnetic field. This imaging plate 7 was read by the imaging plate reader 8 and was subjected to computer processing by the analyzer 9 to perform analysis at high speed without the need for pretreatment.
図4にイメージングプレートで画像情報として読み取ったプロトンp+の画像情報を示す。この画像情報は、解析装置で解析する事によって図5に示すスペクトル分布として記憶される。この解析結果は図6および図7に示す従来の固体飛跡検出器で取得した場合のイオン分析結果と同等な結果が得られ、実施例の比較から前処理が不要で、一連の作業で旧来5時間程度掛かっていた前処理とその読み取りについて、10分程度で高速に読み取りできることを達成した。 FIG. 4 shows image information of proton p + read as image information by the imaging plate. This image information is stored as a spectrum distribution shown in FIG. As a result of the analysis, a result equivalent to the ion analysis result obtained by the conventional solid state track detector shown in FIG. 6 and FIG. 7 is obtained. About preprocessing and reading that took about time, we achieved high-speed reading in about 10 minutes.
即ち、図4及び図6は、それぞれ、電場及び磁場によって偏向され、イメージングプレート(又は固体飛跡検出素子)上にイメージされたイオンビームの像を示す。像には、陽子線(濃い線)の他に上記の実験で副次的に生成された炭素線(薄く複数の線)も加わっている。横軸のスケールは陽子線のエネルギーを表し、像は、このスケールに相当する位置のイメージングプレート(又は固体飛跡検出素子)上に現れる。イメージングプレートの場合輝度、固体飛跡検出素子の場合エッチピット(穴)の個数によってエネルギー当たりの個数をカウントすることができる。 4 and 6 show images of an ion beam deflected by an electric field and a magnetic field and imaged on an imaging plate (or solid track detection element), respectively. In addition to the proton beam (dark line), the image also includes a carbon beam (thinly a plurality of thin lines) generated secondary in the above experiment. The scale on the horizontal axis represents the energy of the proton beam, and the image appears on the imaging plate (or solid track detection element) at a position corresponding to this scale. The number per energy can be counted according to the brightness in the case of an imaging plate and the number of etch pits (holes) in the case of a solid track detection element.
1・・・イオンビーム
2・・・イオン源
3・・・ピンホール
4・・・磁石
5・・・電極
6・・・固体飛跡検出素子
7・・・イメージングプレート
8・・・イメージングプレート読み取り装置
9・・・解析装置
10・・レーザービーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion beam 2 ... Ion source 3 ... Pinhole 4 ... Magnet 5 ... Electrode 6 ... Solid track detection element 7 ... Imaging plate 8 ... Imaging plate reader 9 ... Analyzer 10 ... Laser beam
Claims (4)
The photostimulability according to claim 1, wherein the imaging plate after reading can be used reproducibly by erasing exposure information remaining in the photostimulable illuminant using white light. An ion analyzer using a light emitter.
Priority Applications (1)
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JP2006076341A JP2007248423A (en) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Imaging plate iron analyzer using photostimulable phosphor |
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Family Applications (1)
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JP2006076341A Pending JP2007248423A (en) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | Imaging plate iron analyzer using photostimulable phosphor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104965217A (en) * | 2015-06-26 | 2015-10-07 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | Measuring device and method for pulsed ion beam cross section image |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005195559A (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Evaluation method and device of particle distribution, measuring method and device of laser profile and method and device of particle sampling |
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2006
- 2006-03-20 JP JP2006076341A patent/JP2007248423A/en active Pending
Patent Citations (1)
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CN104965217A (en) * | 2015-06-26 | 2015-10-07 | 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 | Measuring device and method for pulsed ion beam cross section image |
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