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Development of a high-efficiency proton recoil telescope for D-T neutron fluence measurement

D-T中性子フルエンス測定用高効率反跳陽子テレスコープの開発

谷村 嘉彦; 吉澤 道夫

Tanimura, Yoshihiko; Yoshizawa, Michio

放射線標準施設(FRS)に整備された14.8MeV単色中性子校正場の中性子フルエンスを測定するために、一組のラジエータ、$$Delta$$E検出器及びE検出器からなる高効率反跳陽子テレスコープ(PRT)を開発した。ラジエータには、2mmの厚いプラスチックシンチレーション検出器を採用することにより、検出効率を向上させるとともに、ラジエータ内での反跳陽子のエネルギー損失を補償可能とした。$$Delta$$E及びE検出器には、それぞれ150$$mu$$m及び3mmの有感層を持つシリコン半導体検出器を採用した。ラジエータ-E検出器間の距離を、50mm, 100mm及び150mmに変化させたときの検出効率を14,8MeV校正場での試験結果を基に評価した。検出効率は、距離の減少とともに、最大3.7$$times$$10$$^{-3}$$まで増加した。これは、通常のPRTよりも数桁高く、FRSの14.8MeV校正場での中性子フルエンス測定が数時間で可能な検出効率である。

A high efficiency proton recoil telescope (PRT), which consists of a radiator, a $$Delta$$E detector and an E detector, was developed to determine the neutron fluence in the 14.8 MeV mono-energetic neutron field at the FRS. A 2 mm thick plastic scintillation detector was employed as the radiator to increase the detection efficiency and compensate the energy loss of the recoil proton in the radiator. A thin and a thick silicon detectors with 150 $$mu$$m and 3 mm thick sensitive layers were employed as the $$Delta$$E and E detectors, respectively. The detection efficiency was evaluated by the neutron measurements in the 14.8 MeV field for the distances from the radiator to E detector of 50 mm, 100 mm and 150 mm. The detection efficiency increases up to 3.7 $$times$$ 10$$^{-3}$$ with the decrease in the distance, which is roughly a few orders of magnitude greater than those of common PRTs. These detection efficiencies are high enough to determine the neutron fluence at the 14.8 MeV field within a few hours.

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パーセンタイル:100

分野:Environmental Sciences

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