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Neutron-sensitive ZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic scintillator detector as an alternative to a $$^{3}$$He-gas-based detector for a plutonium canister assay system

プルトニウム検認装置用のヘリウム3ガス検出器代替のZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータ検出器

中村 龍也; 大図 章; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 鈴木 浩幸; 本田 克徳; 美留町 厚; 海老根 守澄; 山岸 秀志*; 高瀬 操; 春山 満夫; 呉田 昌俊; 曽山 和彦; 中村 仁宣; 瀬谷 道夫

Nakamura, Tatsuya; Ozu, Akira; To, Kentaro; Sakasai, Kaoru; Suzuki, Hiroyuki; Honda, Katsunori; Birumachi, Atsushi; Ebine, Masumi; Yamagishi, Hideshi*; Takase, Misao; Haruyama, Mitsuo; Kureta, Masatoshi; Soyama, Kazuhiko; Nakamura, Hironobu; Seya, Michio

ヘリウム3ガス検出器の代替としてプルトニウム検認装置用に使用できるZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータ検出器を開発した。当該検出器はZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータを矩形状の光伝搬筐体内に対角配置しその両端に設置した光電子増倍管により中性子誘起の発光を収集するものでモジュラー構造を有する。有感面積30mm$$times$$250mmをもつプロトタイプ検出器を試作し、中性子感度21.7-23.4$$pm$$0.1cps$$/$$nv(熱中性子)、$$gamma$$線感度1.1-1.9$$pm$$0.2$$times$$10$$^{-7}$$($$^{137}$$Cs)、計数均一性$$<$$6%、温度計数-0.24$$pm$$0.05%/$$^{circ}$$C(20-50$$^{circ}$$C)の性能を確認した。

A neutron-sensitive ZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic scintillator detector was developed as an alternative to a $$^{3}$$He-gas-based detector for use in a plutonium canister assay system. The detector has a modular structure, with a flat ZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$ceramic scintillator strip that is installed diagonally inside a light-reflecting aluminium case with a square cross section. The prototype detectors, which have a neutron-sensitive area of 30 mm $$times$$ 250 mm, exhibited a sensitivity of 21.7-23.4 $$pm$$ 0.1 cps$$/$$nv for thermal neutrons, a $$^{137}$$Cs $$gamma$$-ray sensitivity of 1.1-1.9 $$pm $$0.2 $$times$$ 10$$^{-7}$$ and a count variation of less than 6% over the detector length. A trial experiment revealed a temperature coefficient of less than -0.24$$pm$$ 0.05% / $$^{circ}$$C over the temperature range of 20-50$$^{circ}$$C.

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