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放射線位置検出器の調査と特性試験

Research and tests of position sensitive radiation detector

江本 武彦; 鳥居 建男; 安藤 秀樹

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放射線防護および放射線遮へい評価の観点から、原子力施設内作業環境におけるストリーミングの検出や加速器からのビーム損失の測定評価など、放射線の位置情報把握の必要性が高まっている。一方、高エネルギー物理学の分野では、プラスチックシンチレーションファイバー(PSF)が一般的な検出器となりつつある。そこで、PSFを用いた放射線位置検出器を開発することとし、今回は位置検出器としての定量的な基礎特性の測定を目的として、PSFの特性の調査と試験を行った。調査方法は、昨年度実施した委託研究の成果とともに文献調査を中心におこなった。また、試験は$$gamma$$線に対する効率の向上とPSFの長尺化を狙い、PSFの効率,分解能の、1.長さ,バンドル数といった形態の違いによる影響や、2.照射位置の違いによる影響に特に重点を置いた。調査および試験の結果、以下の様なことがわかった。(1) PSFのシンチレーション光の到達時間差を用いる方法は、比較的簡便で精度の高い放射線の入射位置の測定法として有望である。(2) 分解能はコリメートされた137Csの$$gamma$$線を用いて半値幅で20cm$$sim$$30cmであった。また、PSF10本にバンドルすることは効率や分解能の向上に有効である。(3) PSFの端に近い照射では効率,分解能ともに10%$$sim$$30%ほど悪くなる。

From the viewpoint of radiation protection and radiation shielding evaluation, the needs to know the positions that are irradiated by radiation are increasing, because measuring irradiated positions is useful for detecting local streaming at working areas in nuclear facilities and evaluating beam-loss from accelerators. We have investigated and experimented the characteristics of plastic scintillating fiber(PSF), that has been recently developed one of most popular position sensitive particle detectors in high energy physics, for purpose of that we can apply them to the radiation measurements as a position sensitive radiation detector. First, we referred to the results of the committed research performed in last year and to relative works. And, to aim for improvement of efficiency of gamma-ray and for stretch of the detector, we investigated efficiency and resolution of the detectors giving priorities to (a) variation of length and bundle of PSFs hamess, and (b) variation of the irradiated positions. As the results of referring to the works and the experiments on the detectors, we got the followings, (1)The method using the difference of reaching time between the scintillation photons from both ends of PSF is hopeful as position sensitive radiation detecting, because PSF has good time resolution and the time measurements have been recently developed to be rather easy and accurate methods. (2)Position resolution is 20cm to 30cm for collimated gamma-ray of $$^{137}$$Cs. And, the detectors bundled of ten PSFs have better characteristics of both efficiency and resolution. (3)When the detector is irradiated at near one of the ends, the efficiency and resolution will be 10% to 30% worse than irradiated at middle of it.

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