Development of an alpha- and beta-imaging detector using a thin-stilbene plate for radon-222 progeny measurements

ラドン222子孫測定のための薄膜スチルベンプレートを用いた弁別型イメージング検出器の開発

森下 祐樹   

Morishita, Yuki

Rnは天然の放射性ガスであり、放射線防護の観点から、Rnとその子孫核種の測定は重要である。我々は、線と線の位置を同時に撮像できる波形デジタイザと組み合わせた弁別型イメージング検出器を開発した。この検出器をRn子孫核種の測定に用いた。薄膜スチルベンプレートを位置敏感型光電子増倍管(PSPMT)に光学的に結合し、PSPMTからのアナログ信号を波形デジタイザに入力した。5.5MeVの線については、2方向に対し検出効率は97.2%であり、エネルギー分解能は21.60.18%FWHMであった。このイメージング検出器は、パルス波形弁別(PSD)法を用いて粒子と粒子を識別できるだけでなく、粒子と粒子のイメージングが可能であった。Rnの子孫核種捕集ろ紙を測定したところ、BiとPoを同時にイメージングでき、BiとPoの位置の間に相関があることを確認した。開発した検出器は、Rnとその子孫核種測定器として、また、核燃料施設等の線用空気モニタリングにおける検出器としても有用である。

Radon-222 (Rn) is a naturally-occurring radioactive gas, and the measurement of this isotope and its progeny is of interest from the viewpoint of protection against internal exposure. We have developed a new alpha beta-imaging detector combined with a waveform digitizer capable of imaging alpha- and beta-particle locations simultaneously. This detector is used for Rn -progeny measurements. The thin-stilbene plate was optically coupled to a position-sensitive photomultiplier tube (PSPMT), and the analog signals from the PSPMT were transferred in parallel to the waveform digitizer. For 5.5-MeV alpha particles, the detection efficiency was 97.2% for 2 steradians, and the energy resolution was 21.6% full width at half maximum (FWHM). The imaging detector was able to discriminate between alpha and beta particles via the pulse-shape-discrimination (PSD) technique, as well as being capable of alpha- and beta-particle imaging. When measuring the Rn progeny, both Bi and Po are imaged simultaneously, and a correlation is found between the positions of Bi and Po. The developed detector will be useful as a Rn detector and in alpha-continuous-air monitoring for nuclear-fuel facilities.