Operation of a capillary plate under high-pressure He for neutron detection

キャピラリープレート中性子検出器の高ヘリウム3ガス圧下における動作特性

中村 龍也  ; 正岡 聖; 山岸 秀志; 田中 浩基; 曽山 和彦  ; 相澤 一也  

Nakamura, Tatsuya; Masaoka, Sei; Yamagishi, Hideshi; Tanaka, Hiroki; Soyama, Kazuhiko; Aizawa, Kazuya

キャピラリープレートは直径100ミクロン程度の多数のガラス細孔を持つ薄型ガラスプレートでありプレート上下電極に適度な電圧を印加することでガス増幅素子として機能する。本論文ではこのキャピラリープレートを中性子用のカウンタとして、あるいは、位置検出型中性子検出器用の前段ガス増幅素子として応用することを目的とし高ガス圧ヘリウム3コンバータガス中におけるキャピラリープレートの動作特性試験を行った。その結果、キャピラリープレートは6気圧5%エタンの混合ガス条件下においても以上のガスゲインを有し中性子検出用のガス増幅素子として使用可能であることを確認した。また、信号出力の立ち上がり時間が中性子捕獲反応の結果生じる二次粒子(プロトン,トリトン)の射出方向、及びトラック長に依存することを明らかにし、位置検出型中性子検出器の位置分解能を向上するために本時間情報が利用可能であることを示した。

We evaluated the neutron-detection performance of a capillary plate under high-pressure helium-3 in terms of the gas gain and the distribution of pulse heights, with the aim of using the device as a neutron detector and a gas preamplification device. The capillary plate exhibited a gas gain of more than 1000 up to a gas pressure of 6 atm with a 5% mixture of ethane, confirming an adequate gas gain as a neutron detector. It was also found that the rise times of the signal pulses were correlated with the range and the emission angle of the secondary particles, protons and tritons, thereby providing useful information for developing a system with position-sensitive readouts with a high spatial resolution and a low background.