Development of three-dimensional prompt -ray analysis system

即発線を用いた3次元元素分析システムの開発

瀬川 麻里子   ; 松江 秀明 ; 呉田 昌俊   

Segawa, Mariko; Matsue, Hideaki; Kureta, Masatoshi

本研究では、中性子を試料に照射しその際に放射される即発線を利用した従来のバルク分析法(neutron induced Prompt -ray Analysis)に加え新たにコンピュータ断層撮影解析技術(CT)を導入することによって、試料の内部構造情報と同時に多元素分布情報を3次元的に得られる新しい分析技術(PGACT)の開発に成功した。PGACTは物質に対し高い透過力を持つ中性子を入射ビームとして用いるため、試料内部の元素分布情報を非破壊で得られるという特徴を有する。また蛍光X線分析では難しい水素,ホウ素,ケイ素等の軽元素及びカドミウムや水銀等の有害元素に高い感度を持つ。以上から、本分析技術は材料構造・環境・考古学分析など、非破壊分析が望まれる広い分野への技術応用が期待できる。本講演ではPGACTシステム開発及びJRR3熱中性子ポートにて行ったPGACT・3次元構造及び元素分布可視化構築実証実験の結果について発表する。

We developed a three- dimensional neutron induced prompt -ray analysis (3D-PGA) system taking -ray spectrum by anti-Compton Ge-detector. This system is one of the promising ways which enables the nondestructive and isotopic observation for internal structure on samples, since neutron beam strongly penetrates material and picks up information on several elements and isotopes. Here, the 3D imaging algorithms that can be employed in this system include computed tomography method which can re-construct position of elements inside samples, measuring -ray from neutron capture reaction by several elements on a sample in three different directions with use of a collimated neutron beam. The present system had a position resolution with the order of mm reducing background -ray caused by several materials used as shields for scattered neutrons on a sample position. Finally, the outline of this system is presented with some performance tests.