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Discrimination of neutrons and $$gamma$$ ray by a neutron detector comprising a superconducting tunnel junction on a single crystal of Li$$_{2}$$B$$_{4}$$O$$_{7}$$

Li$$_{2}$$B$$_{4}$$O$$_{7}$$単結晶中性子吸収体と超伝導トンネル接合による中性子検出器の中性子/$$gamma$$線弁別性能評価

中村 龍也 ; 片桐 政樹; 曽山 和彦 ; 浮辺 雅宏*; 池内 隆志*; 大久保 雅隆*

Nakamura, Tatsuya; Katagiri, Masaki; Soyama, Kazuhiko; Ukibe, Masahiro*; Ikeuchi, Takashi*; Okubo, Masataka*

Li$$_{2}$$B$$_{4}$$O$$_{7}$$単結晶上に製作した超伝導トンネル接合素子(STJ)による低温中性子検出器の中性子/$$gamma$$線弁別性能を評価した。本検出器はLiあるいはBでの中性子核反応の結果励起される多数の低エネルギーフォノンを単結晶表面に製作されたSTJ素子により測定することで中性子を検出する。本検出器のX線(5.9keV),$$gamma$$線(1.17, 1.33MeV)、及び中性子に対する放射線応答特性を詳細に測定した結果、STJ素子のフォノン検出信号波形の立ち上がり時間が放射線種により異なることを初めて明らかにし、この特徴を利用することで$$gamma$$線,X線などのバックグランド信号と中性子信号とを簡便に弁別できることを確認した。

We evaluated the neutron-$$gamma$$-rays discrimination of the neutron detector comprising a superconducting tunnel junction (STJ) on the single crystal of Li$$_{2}$$B$$_{4}$$O$$_{7}$$. The neutron detector was irradiated with X-rays, $$gamma$$-rays and neutrons, and the signal pulses were analyzed including pulse height distributions and rise times. It was found that the most of the signal pulses for the neutron-events exhibited slower rise times than those for X-rays and $$gamma$$-rays. This indicated the capability of neutron-$$gamma$$-rays discrimination of the detector using the differences in the decay time of the signal current.

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