Development of a high-performance microstrip gas chamber with a capability of track discrimination for neutron detection

トラック識別機能を持つ高性能マイクロストリップ型二次元中性子検出器の開発

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

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

われわれは大強度パルス中性子源あるいは大強度フラックスである原子炉を使用した中性子散乱実験で必要不可欠な二次元中性子検出器として二次粒子弁別機能を有するマイクロストリップ型中性子ガス検出器(MSGC)の開発を行っている。本検出器では、数百チャンネルに及ぶマイクロストリップからの信号をそれぞれ独立に読み出すことで高計数率動作を可能とし、さらに、ヘリウム3と中性子の核反応の結果生じる二次粒子(プロトン,トリトン)をトラック長の違いにより識別することで高計数率特性を損なうことなく1mm以下の位置分解能を実現する。このトラック識別機能を持つMSGC検出器の試験機を製作し原理確認試験を行った結果、上記アイディアに基づくマイクロストリップ型中性子検出器が実現可能であることを確認した。

A microstrip gas chamber (MSGC) with a capability of track discrimination for neutron detection was developed whilst ensuring the stability of the MSGC and fulfilling the specifications required for detectors using in high-flux reactors and high-intensity pulsed-neutron sources. The developed two-dimensional detector system comprises a MSGC with individual signal channel read-outs and a new instrument system with a capability of secondary-particle discrimination (InSPaD). The InSPaD identifies the particles -proton and triton- created in the nuclear reaction by a simple, fast and cost-effective method using the difference in the track length, and it enables a small amount of heavy gas such as with helium-3 to be used as the filling gas whilst achieving a high spatial resolution.