《Radiation Physics and Chemistry》：Influence of high-temperature gate bias on total ionizing dose effects in p-GaN gate HEMTs
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本研究采用堆叠箔活化技术结合高分辨率γ射线光谱，测量了59Co在α粒子轰击下的反应截面，重点分析了61Cu的制备。实验结果覆盖能量至50MeV，并与TENDL-2021和2023核数据库的理论预测及先前实验数据对比，确认了61Cu和60Cu的物理产率，为医学正电子发射断层扫描（PET）提供了可靠数据。
达姆丁苏伦·甘图穆尔（Damdinsuren Gantumur）|相川雅之（Masayuki Aikawa）|后藤沙纪（Saki Goto）|达格瓦多罗吉·伊钦霍洛（Dagvadorj Ichinkhorloo）|宇孔直之（Naoyuki Ukon）|羽羽目弘光（Hiromitsu Haba）|赛恩萨纳·策伦奇梅德（Sainsanaa Tserenchimed）
蒙古国立大学工程与技术学院，乌兰巴托，14200，蒙古
摘要
利用堆叠箔活化技术结合高分辨率伽马射线光谱法，测量了α粒子轰击59Co时的活化截面。研究了61, 60Cu、61, 60g, 58g, 57, 56Co和54Mn的产生截面，能量范围达到50 MeV。实验结果与先前报道的数据以及TENDL核数据库的理论预测进行了比较。根据测得的截面数据推导出了医用放射性核素61Cu的物理产额（半衰期T1/2 = 3.339小时），同时也讨论了少量60Cu（半衰期T1/2 = 23.7分钟）的存在。
引言
根据NuDat 3.0（国家核数据中心，2021年）的数据，放射性同位素61Cu的半衰期为T1/2 = 3.339小时，通过电子捕获（39%）和正电子发射（61%，β+ = 500 keV）衰变。由于这些衰变特性，61Cu成为正电子发射断层扫描（PET）的理想候选核素，尤其是用于研究动力学较慢的生物过程（Blower等人，1996年）。
61Cu的可能产生途径包括质子和氘核轰击天然镍（58Ni：68.0769%，60Ni：26.2231%，61Ni：1.1399%，62Ni：3.6345%，64Ni：0.9256%）（Meija等人，2016年），以及富集的61Ni或60Ni靶材。另一种途径是α粒子轰击钴（单同位素59Co，100%）（Meija等人，2016年）。在本研究中，我们重点关注α粒子轰击59Co的反应。通过EXFOR数据库的文献调查（Otuka等人，2014年），发现了十六项关于同位素产生的先前实验研究（Afzal等人，2004年；Budzanowski等人，1967年；Gadioli等人，1984年；Homma和Murakami，1976年；Ismail，1993年；Ismail和Divatia，1988年；Jastrzebski等人，1986年；Levkkovski，1991年；Michel和Brinkmann，1980年；Mukherjee等人，1998年；J. R. Rama等人，1987年；Singh等人，1993年；Skulski等人，1992年；Szelecsényi等人，2002年；Zhukova等人，1972年）。然而，先前报道的数据存在较大的不确定性和差异。因此，我们测量了α粒子轰击59Co在50 MeV能量范围内的活化截面，特别关注61Cu的产生。实验结果与早期的实验数据以及TENDL-2021和TENDL-2023数据库的理论计算进行了比较（Koning等人，2019年）。根据测得的截面数据推导出了61Cu和60Cu的物理产额。
实验方法
实验在理研RI束流工厂的AVF回旋加速器上进行。采用堆叠箔活化技术结合高分辨率伽马射线光谱法测量截面。
实验所用靶材包括纯金属箔：59Co（厚度15 μm，纯度99.9%）、天然钛（natTi，厚度5 μm，纯度99.6%）和27Al（厚度5 μm，纯度>99%），均由日本Nilaco公司提供。27Al箔用于捕获反应产生的反冲粒子。
结果与讨论
测定了α粒子轰击59Co在50 MeV能量范围内产生的61, 60Cu、61, 60g, 58g, 57, 56Co和54Mn的活化截面。测得的数值截面数据见表2，并在图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9中展示，同时参考了之前的实验结果（Afzal等人，2004年；Budzanowski等人，1967年；Gadioli等人，1984年；Homma和Murakami，1976年；Ismail，1993年；Ismail和Divatia，1988年；Jastrzebski等人）。
结论
在理研AVF回旋加速器上，测量了α粒子轰击59Co在50 MeV能量范围内的活化截面，主要关注61Cu的产生。采用堆叠箔活化技术结合高分辨率伽马射线光谱法获得了激发函数。测定了八种放射性核素的截面：61, 60Cu、61, 60g, 58g, 57, 56Co和54Mn。将当前结果与早期的实验数据和TENDL-2021及TENDL-2023数据库的理论计算进行了比较。
CRediT作者贡献声明
达姆丁苏伦·甘图穆尔（Damdinsuren Gantumur）：负责撰写初稿和实验研究。相川雅之（Masayuki Aikawa）：负责撰写、审稿和编辑，以及实验监督。后藤沙纪（Saki Goto）：负责撰写、审稿和编辑，以及实验研究。达格瓦多罗吉·伊钦霍洛（Dagvadorj Ichinkhorloo）：负责撰写、审稿和编辑，以及实验研究。宇孔直之（Naoyuki Ukon）：负责撰写、审稿和编辑，以及实验研究。羽羽目弘光（Hiromitsu Haba）：负责撰写、审稿和编辑，以及实验研究。赛恩萨纳·策伦奇梅德（Sainsanaa Tserenchimed）：负责撰写、审稿和编辑，以及实验研究。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究工作。
致谢
本研究在由理研西田中心（RIKEN Nishina Center）和东京大学CNS（CNS, University of Tokyo）共同运营的RI束流工厂完成。作者衷心感谢理研西田中心的A. Nambu先生、Y. Shigekawa博士和Y. Kanayama博士在实验过程中提供的宝贵技术支持。本工作是在蒙古国立大学（National University of Mongolia）支持的项目（P2024-4815）框架下完成的。
