Development of a ceramic-insulated ball-anode element for neutron detection

中性子検出用球形陽極セラミックス素子の開発

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*

中性子計測のため、セラミックスを絶縁体とする検出素子を開発し、Cf-252中性子線源を用いた照射試験を実施した。開発した素子はセラミックス絶縁体、絶縁体上に設置した陰極ライン、および球形の陽極で構成されている。陰極ラインはセラミックス表面、球形陽極と接続される陽極ラインはセラミックス背面に陽極の垂直方向に配置している。通常、検出器に中性子が入射すると、検出素子自身で中性子が散乱される。そこで、モンテカルロシミュレーションを用いて散乱の効果を計算した。計算の結果、一般的に絶縁体として使用されるポリマーに比べ、セラミックスを使用することで散乱成分を約4割減少させることができることが分かった。

A novel ceramics insulated detector element was developed for neutron measurement. The developed detector element consists of a ceramics insulator, cathode lines on the insulator, and ball-shaped anodes. The incident neutrons are usually scattered by the detector element itself because it acts as scatterer. To estimate the effects of scattering, we calculated the amount of neutrons scattered by the developed element. By the calculation results by a Monte Carlo simulation using PHITS, it is found that the developed element is effective to reduce the scattered neutrons. The number of scattered neutrons of the developed element is 40% smaller than that of polymer insulated element, which is widely used in micro-pattern element. Finally, neutron-induced signals were clearly observed using the developed detector element.