高速度カメラを用いたパルス中性子3次元イメージングの基礎的研究

Development of pulsed neutron two and three-dimentional imaging system using high-speed video camera at J-PARC

瀬川 麻里子   ; 大井 元貴 ; 甲斐 哲也   ; 篠原 武尚   ; 呉田 昌俊   ; 佐藤 博隆*

Segawa, Mariko; Oi, Motoki; Kai, Tetsuya; Shinohara, Takenao; Kureta, Masatoshi; Sato, Hirotaka*

本研究では、高速度カメラとイメージングインテンシファイアを組合せた高感度中性子イメージング装置を用いることで、従来技術では困難であった短時間での物質の定量評価、及びエネルギー分解型3次元可視化技術の確立を目指している。そこで、本報ではJ-PARCにおいて上記の装置を使用し得られたTOFイメージング画像を解析し、定量的な評価とエネルギー分解型3次元可視化を行った基礎的研究結果を発表する。実験では、J-PARC中性子ビームラインBL10に本装置を設置して透過中性子を記録した。撮像装置は中性子源から13.7mの位置に設置し、記録速度4kHz(時間解像度250s/frame)、40ms連続(1pulse間隔分=160frames/pulse)、画素数512512pixelで約10cm10cm角の範囲を周期的に取得した。試料は、中性子エネルギー数meV-eV領域にブラッグエッジを持つ金属(Fe, Cu)とポリエチレンである。得られた透過像データをフレームごとに画像積算処理し、中性子エネルギーごとに得られた2次元画像から3次元再構成を行った。2次元透過画像を解析することにより、試料の元素及び厚さを2cm程度以下で計測可能とする新分析技術を開発し、実験的に確認した。また、3次元画像においても、中性子エネルギーを選択することにより特定の物質を強調した3次元画像が得られることを示した。

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