【研究分野】医用システム

【研究領域課題番号】20240054 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

中性子捕捉療法 / 液体リチウムターゲット / 加速器 / 低侵襲治療システム / 放射線工学 / 熱流動 / 薄膜 / ビーム応用 / BNCT照射システム / 液膜流 / 液体リチウム / 中性子工学

【研究成果の概要】

がん細胞を選択的に治療できる特徴を持つホウ素中性子捕捉療法を、加速器を用いて行う時に必要な、安定で長寿命の中性子発生ターゲットを、液体リチウムを用いて実現できる見通しを得た。入射エネルギー2MeV、電流20mA、直径3cmの陽子ビームを用いて、^7Li(p,n)^7Be反応中性子が利用可能な液体リチウム流(40kWの発熱を除去できる流速30m/s、幅50mm、長さ50mm、厚み0.5mm)を、湾曲板表面に沿わせる方式で安定形成できることを実験的に確認した。実験を通じて、液体リチウム中性子発生ターゲット設計製作に有用な情報を収集した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】50,050千円 (直接経費: 38,500千円、間接経費: 11,550千円)

【研究分野】薄膜・表面界面物性

【研究領域課題番号】16206005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ミュオン / 超低速ミュオン / 薄膜 / ライマンα / μ^+SR / 共鳴イオン化法 / ペロブスカイト / 加速器 / 偏極 / スピン / 低速ミュオン / 物性 / 水素原子 / 表面 / レーザー

【研究成果の概要】

加速器で得られる高速なミュオンを低速化する手法として、我々は少々複雑な過程でミュオンを減速させている。きっかけは、高エネルギーのミュオンをタングステン(W)に打ち込むと、4%もの高い効率で、電子と正のミュオンが結合したミュオニウム原子(Mu)が完全に熱化して、真空中にでてくる事を実験的に発見したことに始まる。その骨子は第1に、真空中での熱エネルギーMu生成から始まり、第2にこの真空中に漂いでてきたMuをレーザー光によって効率良くイオン化し、電子を剥ぎ取り、第3に生成した超低速ミュオンを効率よく引き出すというものである。KEK-MSLで得られる500MeV陽子シンクロトンの陽子ビームと比して、60倍もの陽子ビーム強度を誇る英国ラザフォードアップルトン研究所、理研-RAL研究施設において、ライマンα(Lα)光共鳴法を用いた超低速ミュオン分光装置(u^+SR実験装置)を組み上げ、実際に薄膜研究を行うのが目的である。本科学研究費を交付して頂き、u^+SR実験装置の日本からの移設も完了し、u^+SRの最初のテスト実験を行うことができた。その結果、超低速ミュオンビームが薄膜や、多層膜などのあらたな対象にも十二分に威力を発揮することができる超低速ミュオンビーム用uSR分光装置を作り上げることを達成できた。現在、ペロブスカイト化合物のSrTiO_3(011)基盤上で成長させたNd_0.5Sr_0.5MnO_3で最近発見されたAnti-Phase Antiferroorbital Orderingのu^+SR研究にとりかかっているところである。既に、超低速ミュオンを用いたゼロ磁場uSR実験での結果では、室温で1〜0.05usec^-1程度の長い緩和が観測された。しかしながら220Kでは、ミュオンの偏極はほぼ完全に失われた。これはV. V. Krishnamurthyらによるバルク体のZF測定と合致し、パラマグネッチックな絶縁相から強磁性への転移が超低速ミュオンを使った薄膜の実験でデモンストレートされたといってよいであろう。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)