A Large-area two-dimensional scintillator detector with a wavelength-shifting fibre readout for a time-of-flight single-crystal neutron diffractometer

飛行時間法による単結晶中性子回折装置のための大面積波長シフトファイバ型シンチレータ検出器

中村 龍也  ; 川崎 卓郎   ; 細谷 孝明*; 藤 健太郎  ; 及川 健一   ; 坂佐井 馨  ; 海老根 守澄 ; 美留町 厚; 曽山 和彦  ; 片桐 政樹*

Nakamura, Tatsuya; Kawasaki, Takuro; Hosoya, Takaaki*; To, Kentaro; Oikawa, Kenichi; Sakasai, Kaoru; Ebine, Masumi; Birumachi, Atsushi; Soyama, Kazuhiko; Katagiri, Masaki*

有感面積256256mm,ピクセルサイズ4mm分解能である2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。本検出器はJ-PARC/MLFに設置される飛行時間法を用いた単結晶中性子回折装置SENJUのためにコンパクト,モジュラー、かつ中性子不感領域を最小とするようデザインされている。本検出器は2枚のZnS/シンチレータを装荷し、中性子による発光を波長シフトファイバにより読み出す構造により大面積と高検出効率を実現する。プロトタイプ検出器の性能は検出効率401%(1.6), Co 線感度6.00.1であり、SENJUの要求を満足することを確認した。

A two-dimensional scintillator-based neutron detector that has a neutron-sensitive area of 256 256 mm with a pixel size of 4 mm was developed. The detector was designed to be compact and modular with the smallest dead area for the SENJU time-of-flight Laue single-crystal diffractometer to be constructed in the Materials and Life Experimental Science Facility at the Japanese Proton Accelerator Research Complex. Two ZnS/ scintillator screens with an optimized scintillator thickness sandwiched the cross-arranged Wavelength-shifting fibre arrays to ensure a high detection efficiency for thermal neutrons. The prototype detector exhibited a detector efficiency of 40 1 % for 1.6- neutrons and a Co -ray sensitivity of 6.00.1 , which fulfilled the required detector specifications for SENJU.