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波長シフトファイバを用いた大面積シンチレータ中性子検出器の開発

A Large area position-sensitive scintillator neutron detector using wavelength-shifting fibers

中村 龍也  ; 筒井 紀彰*; 片桐 政樹*; 藤 健太郎  ; 坂佐井 馨  ; 美留町 厚; 海老根 守澄 ; 曽山 和彦  

Nakamura, Tatsuya; Tsutsui, Noriaki*; Katagiri, Masaki*; To, Kentaro; Sakasai, Kaoru; Birumachi, Atsushi; Ebine, Masumi; Soyama, Kazuhiko

近年のヘリウム3ガスの供給不足に伴い従来の$$^{3}$$Heガス管を代替する位置敏感型中性子検出器の開発が急務である。このため中性子有感シンチレータと波長シフトファイバを用いた大面積2次元中性子検出器の開発を開始した。本検出器は直径1mmの波長シフトファイバを5mmのピッチでX, Y軸方向に直交配置しその上下面をシンチレータで挟み見込んだ構造を有する。ピクセルサイズ5$$times$$5mm, 7$$times$$8ピクセルの有感面積を持つ小型検出器を用いて基礎特性試験を行い、位置分解能5mm, $$gamma$$線($$^{60}$$Co)感度$$10^{-6}$$, 検出効率30%(熱中性子)であることを確認した。

A position-sensitive neutron detector that can be alternative to a conventional helium-3 gas detector is vital to address emerging helium-3 shortage problem. We have proposed a new position-sensitive scintillator detector that employs wavelength-shifting fibers for light read out. The small prototype detector that has pixels of 7 $$times$$ 8 with a pixel size of 5 $$times$$5 mm exhibited a spatial resolution of 5 mm, $$gamma$$ sensitivity of about $$10^{-6}$$ and a detector efficiency of about 30% for thermal neutrons. This type of detector is one of the promising candidates for the helium-3 detector alternatives.

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