Development of position-sensitive scintillation neutron detectors in J-PARC/MLF

J-PARC/MLFにおける位置敏感型シンチレータ中性子検出器の開発

中村 龍也  ; 藤 健太郎  ; 本田 克徳; 海老根 守澄 ; 美留町 厚; 坂佐井 馨  ; 曽山 和彦  ; 片桐 政樹*

Nakamura, Tatsuya; To, Kentaro; Honda, Katsunori; Ebine, Masumi; Birumachi, Atsushi; Sakasai, Kaoru; Soyama, Kazuhiko; Katagiri, Masaki*

J-PARC/MLFの中性子散乱実験装置用として開発してきた位置敏感型シンチレータ中性子検出器の成果をレビューする。当該検出器は主としてクリアファイバおよび波長シフトファイバとZnS/BOセラミックシンチレータあるいはZnS/LiFシンチレータを用いて構成される。中性子検出面積やピクセルサイズ等の検出器仕様は装填される装置毎に異なり、とくに波長シフトファイバを用いた検出器ではその設計の柔軟性を最大限に生かしファイバ直径やファイバピッチ等のパラメータが最適設計されている。発表ではこれまで開発してきた検出器の紹介に加えHe代替検出器や将来の中性子散乱実験装置のための検出器開発に関しても議論する。

Position-sensitive scintillation neutron detectors developed for neutron scattering instruments in the Materials and Life science experimental Facility in Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC/MLF) are briefly reviewed. Most of our detectors employ clear or wavelength-shifting(WLS) fibre read-out technologies coupled with the ZnS/10BO ceramic scintillator or ZnS/LiF scintillator. The detector parameters such as detection area, pixel size vary in each instrument, the detector using WLS fibres can meet such requirements with a proper design: selecting a fiber diameter, a pitch between the fibres etc. By fully exploiting this flexibility in detector design we have developed the detector that has an even larger area than SENJU detector as alternative to a He gas-based detector. In the presentation we would like to mention further possibility of the scintillator-based WLS fibre technologies and detectors to the future instruments.