A Phoswich alpha/beta detector for monitoring in the site of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station

福島第一原子力発電所用phoswich検出器

森下 祐樹   ; 高崎 浩司  ; 北山 佳治  ; 田川 明広 ; 柴田 卓弥  ; 星 勝也 ; 金子 純一* ; 樋口 幹雄*; 大浦 正利*

Morishita, Yuki; Takasaki, Koji; Kitayama, Yoshiharu; Tagawa, Akihiro; Shibata, Takuya; Hoshi, Katsuya; Kaneko, Junichi*; Higuchi, Mikio*; Oura, Masatoshi*

福島第一原子力発電所のアルファおよびベータ汚染をリアルタイム弁別測定するためのPhoswichアルファ/ベータ検出器を開発した。検出器は、アルファ線とベータ線を検出する2層のシンチレータ(プラスチックシンチレータ及びGPSシンチレータ)で構成した。パルス波形弁別(PSD)法を使用して、高ベータ線および高ガンマ線環境でアルファ線をリアルタイムを弁別測定できた。さらに、この検出器は、最大9.0mSv/hのバックグラウンド線量下でアルファ線を識別することができた。

This study proposes a newly developed phoswich alpha/beta detector that can discriminate alpha and beta particles emitted from the alpha and beta contaminations in the FDNPS site. The phoswich alpha/beta detector is made up of two layers of scintillators that detect alpha and beta particles. The pulse shape discrimination (PSD) method was used to detect alpha particles in high beta particle and high gamma-ray (comparable to gamma-ray dose rate near the FDNPS reactor building) environments. Due to a 23.3% full width at half maximum (FWHM) energy resolution for alpha particles, the detector can be used to distinguish between nuclear fuel materials such as plutonium and its radon progeny (Po-214). Moreover, the detector could distinguish alpha particles from Cs gamma rays with a dose rate background up to 9.0 mSv/h. It is the first to demonstrate that the developed phoswich detector can be used to discriminate and measure alpha and beta particles of the actual contaminated FDNPS samples.