JP5464366B2 - 核種分析方法、核種分析装置 - Google Patents
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Description
本発明の核種分析装置は、パルスレーザー光と高エネルギー電子との衝突によって発生したレーザーコンプトンガンマ線を試料に照射した際に試料中の原子核から発せられる蛍光ガンマ線を検出することによって前記試料における原子核核種を分析する核種分析装置であって、直線偏光されたパルスレーザー光を発するレーザー光源と、前記パルスレーザー光の偏光方向を垂直な2方向に切り替える偏光方向切替部と、前記偏光方向切替部から出力されたパルスレーザー光と前記高エネルギー電子とを衝突させてレーザーコンプトンガンマ線を発生させるガンマ線発生部と、前記レーザーコンプトンガンマ線を前記試料に照射させる照射部と、前記レーザーコンプトンガンマ線の光軸から垂直な方向に前記試料から発せられた蛍光ガンマ線を検出するガンマ線検出部と、前記偏光方向切替部において切り替えられた2つの偏光方向に対応する前記ガンマ線検出部の出力を用いて前記試料の原子核核種を分析する算出部と、を具備することを特徴とする。
本発明の核種分析装置において、前記偏光方向切替部は、高速軸が主面内に存在し回転軸を中心に45°の角度で回転する構成とされたλ/2波長板を具備することを特徴とする。
本発明の核種分析装置は、前記レーザーコンプトンガンマ線の放射角度を制限するコリメータが用いられたことを特徴とする。
本発明の核種分析装置は、前記ガンマ線検出部における検出タイミングが、前記レーザー光源における前記パルスレーザー光の発振タイミングと同期して設定されたことを特徴とする。
本発明の核種分析装置は、前記レーザーコンプトンガンマ線の光軸上における前記試料の後方に配置されたモニター用ガンマ線検出器を具備し、前記算出部において、前記ガンマ線検出部の出力を前記モニター用ガンマ線検出器の出力で規格化された値を用いて前記試料の原子核核種を分析することを特徴とする。
本発明の核種分析方法は、パルスレーザー光と高エネルギー電子との衝突によって発生したレーザーコンプトンガンマ線を試料に照射した際に試料中の原子核から発せられる蛍光ガンマ線を検出することによって前記試料の原子核核種を分析する核種分析方法であって、第1の偏光方向に直線偏光された第1のパルスレーザー光を前記高エネルギー電子に衝突させて発生した第1のレーザーコンプトンガンマ線を前記試料に照射し、前記第1のレーザーコンプトンガンマ線の光軸から垂直な方向に前記試料から発せられた蛍光ガンマ線を検出する第1の検出ステップと、前記第1の偏光方向と垂直な第2の偏光方向に直線偏光された第2のパルスレーザー光を前記高エネルギー電子に衝突させて発生し、前記第1のレーザーコンプトンガンマ線と同一方向に放射された第2のレーザーコンプトンガンマ線を前記試料に照射して前記試料から発せられた蛍光ガンマ線を、前記第1の検出ステップと同一の箇所で検出する第2の検出ステップと、前記第1の検出ステップにおいて検出された蛍光ガンマ線強度と、前記第2の検出ステップにおいて検出された蛍光ガンマ線強度とから前記原子核核種を分析する分析ステップと、を具備することを特徴とする。
本発明の核種分析方法において、前記第1のパルスレーザー光及び前記第2のパルスレーザー光は、同一のレーザー光源から発せられたパルスレーザー光をλ/2波長板に透過させて生成され、前記第1のパルスレーザー光及び前記第2のパルスレーザー光が前記λ/2波長板を透過する際の光軸の回りにおいて、前記第2の検出ステップにおける前記λ/2波長板の高速軸を、前記第1の検出ステップにおける前記λ/2波長板の高速軸から45°回転させた設定とすることを特徴とする。
本発明の核種分析方法は、前記第1の検出ステップにおいて、前記蛍光ガンマ線の検出タイミングを前記第1のパルスレーザー光の発振タイミングと同期させ、前記第2の検出ステップにおいて、前記蛍光ガンマ線の検出タイミングを前記第2のパルスレーザー光の発振タイミングと同期させることを特徴とする。
11 ガンマ線発生部
12 レーザー光源
13 レーザー光(パルスレーザー光)
14 回転式波長板(偏光方向切替部)
15 LCS(Laser Compton Scattering)ガンマ線
16 コリメータ
17 試料チャンバー(照射部)
21 NRF(Nuclear Resonance Fluorescence)ガンマ線
22 NRFガンマ線検出器(ガンマ線検出部)
23 モニター用ガンマ線検出器
24 透過LCSガンマ線
25 駆動部
26 制御部(算出部)
100 試料
111 電子加速装置
112 電子線
113 反射鏡
141 λ/2波長板
142 回転軸
143 高速軸
144 低速軸
100 試料
211 E1遷移ガンマ線
212 M1遷移ガンマ線
Claims (8)
- パルスレーザー光と高エネルギー電子との衝突によって発生したレーザーコンプトンガンマ線を試料に照射した際に試料中の原子核から発せられる蛍光ガンマ線を検出することによって前記試料における原子核核種を分析する核種分析装置であって、
直線偏光されたパルスレーザー光を発するレーザー光源と、
前記パルスレーザー光の偏光方向を垂直な2方向に切り替える偏光方向切替部と、
前記偏光方向切替部から出力されたパルスレーザー光と前記高エネルギー電子とを衝突させてレーザーコンプトンガンマ線を発生させるガンマ線発生部と、
前記レーザーコンプトンガンマ線を前記試料に照射させる照射部と、
前記レーザーコンプトンガンマ線の光軸から垂直な方向に前記試料から発せられた蛍光ガンマ線を検出するガンマ線検出部と、
前記偏光方向切替部において切り替えられた2つの偏光方向に対応する前記ガンマ線検出部の出力を用いて前記試料の原子核核種を分析する算出部と、
を具備することを特徴とする核種分析装置。 - 前記偏光方向切替部は、
高速軸が主面内に存在し回転軸を中心に45°の角度で回転する構成とされたλ/2波長板を具備することを特徴とする請求項1に記載の核種分析装置。 - 前記レーザーコンプトンガンマ線の放射角度を制限するコリメータが用いられたことを特徴とする請求項1又は2に記載の核種分析装置。
- 前記ガンマ線検出部における検出タイミングが、前記レーザー光源における前記パルスレーザー光の発振タイミングと同期して設定されたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の核種分析装置。
- 前記レーザーコンプトンガンマ線の光軸上における前記試料の後方に配置されたモニター用ガンマ線検出器を具備し、
前記算出部において、前記ガンマ線検出部の出力を前記モニター用ガンマ線検出器の出力で規格化された値を用いて前記試料の原子核核種を分析することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の核種分析装置。 - パルスレーザー光と高エネルギー電子との衝突によって発生したレーザーコンプトンガンマ線を試料に照射した際に試料中の原子核から発せられる蛍光ガンマ線を検出することによって前記試料の原子核核種を分析する核種分析方法であって、
第1の偏光方向に直線偏光された第1のパルスレーザー光を前記高エネルギー電子に衝突させて発生した第1のレーザーコンプトンガンマ線を前記試料に照射し、前記第1のレーザーコンプトンガンマ線の光軸から垂直な方向に前記試料から発せられた蛍光ガンマ線を検出する第1の検出ステップと、
前記第1の偏光方向と垂直な第2の偏光方向に直線偏光された第2のパルスレーザー光を前記高エネルギー電子に衝突させて発生し、前記第1のレーザーコンプトンガンマ線と同一方向に放射された第2のレーザーコンプトンガンマ線を前記試料に照射して前記試料から発せられた蛍光ガンマ線を、前記第1の検出ステップと同一の箇所で検出する第2の検出ステップと、
前記第1の検出ステップにおいて検出された蛍光ガンマ線強度と、前記第2の検出ステップにおいて検出された蛍光ガンマ線強度とから前記原子核核種を分析する分析ステップと、
を具備することを特徴とする核種分析方法。 - 前記第1のパルスレーザー光及び前記第2のパルスレーザー光は、同一のレーザー光源から発せられたパルスレーザー光をλ/2波長板に透過させて生成され、
前記第1のパルスレーザー光及び前記第2のパルスレーザー光が前記λ/2波長板を透過する際の光軸の回りにおいて、前記第2の検出ステップにおける前記λ/2波長板の高速軸を、前記第1の検出ステップにおける前記λ/2波長板の高速軸から45°回転させた設定とすることを特徴とする請求項6に記載の核種分析方法。 - 前記第1の検出ステップにおいて、前記蛍光ガンマ線の検出タイミングを前記第1のパルスレーザー光の発振タイミングと同期させ、
前記第2の検出ステップにおいて、前記蛍光ガンマ線の検出タイミングを前記第2のパルスレーザー光の発振タイミングと同期させることを特徴とする請求項6又は7に記載の核種分析方法。
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