Improved micro-pixel detector element for neutron measurement under high pressure

高ガス圧下で動作する改良型マイクロピクセル検出素子の開発

藤 健太郎  ; 中村 龍也  ; 坂佐井 馨  ; 曽山 和彦  ; 山岸 秀志*

To, Kentaro; Nakamura, Tatsuya; Sakasai, Kaoru; Soyama, Kazuhiko; Yamagishi, Hideshi*

現在、個別読み出し法,マイクロピクセル検出素子を用いた二次元中性子検出器の開発を行っている。ガス型中性子検出器では、一般的にガス圧を上げることにより高検出効率,高位置分解能を達成するが、ガス圧が高くなると出力信号が小さくなるという問題が生じる。そのため、高ガス圧下での正常動作のためには、印加電圧を上げて出力信号を増加する必要が生じる。ここでは、耐電圧特性を向上した改良型マイクロピクセル検出素子を開発し、特性試験を実施した結果を報告する。耐電圧特性の改善により、印加電圧750V,ガス圧5atm(He分圧4.1atm,CF分圧0.9atm)という過酷な条件下で正常に動作する素子の開発に成功した。このときのガス増幅率は100であり、中性子検出効率は70%であった。また、ピクセルごとの計数値を確認したところ、8.7%という優れた均一性を持つ素子であることを確認できた。

We are currently developing a two-dimensional neutron detection system that can read out individual signals and consists of a micro-pixel detector element. By increasing the gas pressure, the spatial resolution and detection efficiency of a two-dimensional gas-based detector are improved but the output signal strength is decreased. Therefore, the supply voltage must be increased to obtain output signals under high pressure. In the present study, we have developed a micro-pixel detector element with a high-voltage resistance by an improved fabrication process. The voltage resistance of the element was improved, and the element could operate up to 750 V at a total pressure of 5 atm (4.1 atm of He and 0.9 atm of CF). The measured gas gain was found to be approximately 100, and the thermal neutron detection efficiency was estimated to be 70%. A flat-field image showed good homogeneity, and the average gain spread was about 8.7%.