Organic scintillator-based alpha/beta detector for radiological decontamination

放射性汚染測定のための有機シンチレータベースの/検出器

森下 祐樹   ; Di Fulvio, A.*; Clarke, S. D.*; Kearfott, K. J.*; Pozzi, S. A.*

Morishita, Yuki; Di Fulvio, A.*; Clarke, S. D.*; Kearfott, K. J.*; Pozzi, S. A.*

パルス形状識別(PSD)対応の有機シンチレーター,シリコン光電子増倍管,波形デジタイザーを使用して、プロトタイプのアルファ/ベータ粒子検出器を開発した。電荷積分PSD技術を使用して、アルファ粒子とベータ粒子を分離した。Am線源(5.5MeVアルファ粒子)とSr線源を使用して測定を行い、2つのシンチレータ(EJ-299-33とスチルベン)のPSDの性能指数(FOM)の値を比較した結果、スチルベン(FOM=1.61)の弁別性能はEJ-299-33 (FOM=0.56)弁別性能よりも優れていることがわかった。さらに、スチルベンは良好なエネルギー分解能を示した(5.5MeVのアルファ粒子で23.6% FWHM)。Sr/Y線源のパルス波高スペクトルでは、低エネルギー部分(Sr)と高エネルギー部分(Y)が分離して確認できる。

We developed a prototype alpha/beta particle detector using a pulse shape discrimination (PSD) capable organic scintillator, a silicon photomultiplier, and a waveform digitizer. The charge integration PSD technique was used to separate alpha and beta particles. We compared the PSD figure of merit (FOM) values of two scintillators (EJ-299-33 and stilbene), and found that the stilbene (FOM =1.61) performance was superior to the EJ-299-33 (FOM = 0.56) performance, measured using an Am source (5.5 MeV alpha particle emission) and a Sr source. Additionally, the stilbene showed good energy resolution (23.6% FWHM for 5.5 MeV alpha particles). In the pulse height spectrum for the Sr/Y source, the lower energy portion (Sr) and the higher energy portion (Y) could be separated.