遮蔽体を用いない指向性ガンマ線検出器の開発

A Development of directional gamma-ray detector without shield

北山 佳治  ; 寺阪 祐太   ; 佐藤 優樹  ; 鳥居 建男  

Kitayama, Yoshiharu; Terasaka, Yuta; Sato, Yuki; Torii, Tatsuo

福島第一原子力発電所(1F)で働く作業員の安全確保のため、作業環境の放射性物質分布を測定できる技術が求められている。本研究では、既存のガンマ線イメージャーの欠点を補える新しいガンマ線イメージャーの開発に向けて、遮蔽体を必要としないガンマ線検出器の実現可能性をシミュレーションにより検討した。広範囲の放射性物質分布をイメージングする技術としてピンホールカメラとコンプトンカメラがある。ピンホールカメラは1イベントで線源方向を識別できるため、画像再構成が容易で今後定量測定に応用できる可能性がある。しかし遮蔽体を必要とするため総重量が重く遠隔測定には適さない。コンプトンカメラは遮蔽体を必要としないため小型軽量で遠隔測定が行える。しかし線源方向の推定に複数イベントが必要で、その際に描かれるコーンがノイズとなり画像のS/N比を下げている。我々は遮蔽体を必要としないピンホールカメラのような新しいガンマ線イメージャーを提案する。本研究では、その実現に必要となる遮蔽体を必要としない指向性ガンマ線検出器について、シミュレーションを用いて原理検証を行った。

To ensure the safety of workers working at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), a technology to measure the distribution of radioactive materials in the working environment is required. In order to develop a new gamma-ray imager that can compensate for the shortcomings of existing gamma-ray imagers, the feasibility of a gamma-ray detector that does not require a shield was examined by simulation. There are pinhole cameras and a Compton camera as a technology for imaging radioactive material distribution. Since the pinhole camera can identify the source direction in one event, the image reconstruction is easy, and there is a possibility that it can be applied to quantitative measurement. However, the total weight is too heavy to be suitable for remote measurement because a shield is required. Since the Compton camera does not require a shield, it is small and light, and remote measurement is possible. However, multiple events are required to estimate the source direction, and the cone drawn at that time becomes noise, and the S/N ratio of the image is lowered. We propose a novel gamma-ray imager such as a pinhole camera that does not require shields. In this study, we verified the principle of a directional gamma-ray detector that does not require a shield.