最新量子放射線機器工学特論 レポート(2)

問題

• 問題1
  トカマク型核融合装置に発生する逃走電子は ベータトロンと同じ原理で加速される。 トーラス大半径をR₀=10 m、 電子のエネルギーをK=5MeVとして、以下の問いに答えよ。
  (a) １周当たりの放射損失はどれくらいに達するか？
  (b) １周辺りの加速エネルギーを、(a)の放射損失を補う程度に得るためには、 どれくらいの磁場Bの時間変化が必要か？ ベータトロンの2倍則Φ=2πr₀²B(r₀) を用いよ。
  (c) 逃走電子が真空容器内壁に衝突すると、同程度のエネルギーのX線が発生する。 そのX線の波長はどの程度か？また、真空容器の厚さを5ミリとすると、 どれくらいのX線が外部に透過するか？ただし、鉄の質量吸収係数を 0.0314 cm²/g として評価せよ。

• 問題2
  周波数 f = 3 GHzの電磁波が 半径a = 4.5 cm の導波管に入るときの しゃ断波長 λ_c, 管内波長 λ_gと位相速度v_p を それぞれ求めよ。

• 問題3
  チェレンコフ光は、水中のガンマ線源や原子炉から出る特有の 青白い光で、ニュートリノの観測にも利用されている。 参考文書2(チェレンコフの論文)にも書かれている様に、 β > 1/n　の条件を満足する時に見られる。 屈折率n=1.33の水中で、チェレンコフ光を発する 電子線の β = v/c は最低いくらか？ 逆に、RI規制法で放射線と見なされる電子線は 屈折率が最低いくらの媒質中でチェレンコフ光を発することが可能か？

注意

なお、提出メールの件名は「2200106001火1コマ(2)」添付するファイル名は 2200106001_adev2.pdfの様に自分の学籍番号(例では2200106001 としている)を入れておくこと。この指示を守らない場合は、減点対象とする。 回答内容に不備があれば、個別に再提出を求める場合がある。受付期間内に提出された メール＋添付ファイルの内、最新のものを評価の対象とする。

レポートの内容、提出法等の質問はメールやチャットではなく、授業支援システムの フォーラムに、学籍番号を明記し(氏名は不要)投稿せよ。 個人や友人間で判断した変更は、先に記載した様に、減点対象になる。