Simulation of a gamma-ray imaging technique using detector response patterns

検出器応答パターンを用いたガンマ線イメージング技術

北山 佳治  ; 野上 光博*; 人見 啓太朗*

Kitayama, Yoshiharu; Nogami, Mitsuhiro*; Hitomi, Keitaro*

検出器の応答パターンを利用した新しいガンマ線イメージング技術を紹介する。この方法では、三次元状にランダムに配置された複数の遮蔽体キューブを使用する。これらのキューブで定義された領域内では、ガンマ線の入射方向に基づいて固有のガンマ線フラックスパターンが形成される。このパターンは、複数のシンチレーターキューブの応答パターンとして測定される。ガンマ線の入射方向と対応する検出器応答パターンを事前に測定することで、アンフォールディング法を用いて入射方向を推定することができる。Cs点線源を用いてシミュレーションを行った。その結果、10MBqのCs線源をイメージャーから3m離れた位置に設置した場合、約10の角度分解能で撮像できることがわかった。これらの結果は、我々の新しい方法が既存のガンマ線イメージング技術と同等以上の性能を有することを示唆している。この撮像法の応用としては、原子力発電所の廃止措置、核医学、セキュリティ、天文学などが考えられる。

We introduce a novel gamma-ray imaging technique that uses detector response patterns. This method employs multiple shielding cubes randomly positioned in a three-dimensional configuration. Within the volume defined by these cubes, a unique gamma-ray flux pattern is formed based on the incidence direction of the gamma rays. This pattern can be measured using the responses of several scintillator cubes. By pre-measuring the detector response pattern and incidence direction of the gamma rays, the incidence direction can be estimated using an unfolding technique. Simulations were performed using a Cs point source. Our results show that a 10 MBq Cs source, located 3 m away from the imager, can be imaged with an angular resolution close to 10. These findings suggest that our new method is comparable to existing gamma-ray imaging techniques. Potential applications of this imaging method include nuclear power plant decommissioning, nuclear medicine, security, and astronomy.