Evaluations of the new LiF-scintillator and optional brightness enhancement films for neutron imaging

高輝度化のための新規LiFシンチレータ及びオプショナルフィルムの評価

飯倉 寛  ; 筒井 紀彰*; 中村 龍也  ; 片桐 政樹*; 呉田 昌俊   ; 久保 純*; 松林 政仁  

Iikura, Hiroshi; Tsutsui, Noriaki*; Nakamura, Tatsuya; Katagiri, Masaki*; Kureta, Masatoshi; Kubo, Jun*; Matsubayashi, Masahito

原子力機構では、秩父富士と共同で中性子用シンチレータの開発を行ってきている。本研究では、新たに開発されたLiF/ZnS系シンチレータ型コンバータの性能評価を行った。従来品と比べて、空間分解能は同等の性能を保持したまま輝度は約2倍明るくなることが確認された。本コンバータと高速度カメラシステムの利用により高速撮像の画質が格段に向上し、毎秒1万フレーム以上の撮像も可能となった。本技術は運転中の自動車エンジン内のオイル挙動等のハイフレームレート計測等に活用されるに至った。さらに、シンチレータの発光面に光指向性を持たせる輝度向上フィルムを設置することにより、カメラ側の受光強度を増加させることを考案した。これにより、空間分解能はやや低下するが、受光強度をさらに約3倍明るくさせることに成功した。

Japan Atomic Energy Agency has developed the neutron scintillator jointly with Chichibu Fuji Co., Ltd. In this study, we evaluated the new ZnS(Ag):Al/LiF scintillator developed for neutron imaging. It was confirmed that the brightness increased by about double while maintaining equal performance for the spatial resolution as compared with a conventional scintillator. High frame-rate imaging using a high-speed video camera system and this new scintillator made it possible to image beyond 10000 frames per second while still having enough brightness. This technique allowed us to obtain a high-frame-rate visualization of oil flow in a running car engine. Furthermore, we devised a technique to increase the light intensity of reception for a camera by adding brightness enhancement films on the output surface of the scintillator. It was confirmed that the spatial resolution degraded more than double, but the brightness increased by about three times.