Detector upgrade for SENJU neutron diffractometer at J-PARC MLF

J-PARC MLFにおけるSENJU回折計用中性子検出器の高度化

中村 龍也  ; 藤 健太郎  ; 鬼柳 亮嗣  ; 大原 高志   ; 細谷 孝明; 戸邊 雅弘; 菱沼 行男*; 海老根 守澄 ; 坂佐井 馨  

Nakamura, Tatsuya; To, Kentaro; Kiyanagi, Ryoji; Ohara, Takashi; Hosoya, Takaaki; Tobe, Masahiro; Hishinuma, Yukio*; Ebine, Masumi; Sakasai, Kaoru

J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されたSENJU中性子回折計用の検出器の高度化を進めている。高度化計画には、(1)追加用薄型検出器、(2)交換用高効率検出器、(3)真空散乱装置下の大面積検出器、(4)バンク設置用大面積検出器、が含まれ、そのうち(1)、(2)ではオリジナル検出器と比較して、効率を1.5倍、厚さを50-60%に改善し、それぞれ4台、6台を製作し実機として装置装填した。(3)に関しては、オリジナル検出器の4倍の有感面積(51512mm)をもつ検出器を開発し、波長シフトファイバーの両端から発光を読み出す工夫を施すこと計数均一性5-9%の良好な性能を確保している。発表ではこれらの検出器の高度化計画や現状について報告する。

New detector modules have been developed based on a Li:ZnS scintillator and wavelength-shifting fibers technology to upgrade the detectors for SENJU neuron diffractometer at J-PARC MLF. The detector upgrade plan includes (1) Thin-type add-in detectors, (2) High efficiency detectors to replace the original ones, (3) a large area detector for installation under the sample vacuum tank (Large area bottom detector), and (4) One detector-bank detectors. As for (1) and (2) the detector modules have been developed with a 1.5-fold improved detection efficiency with a 50-60% smaller detector depth. 4 add-in detectors and 6 replacement detectors have been manufactured and installed to the diffractometer. The large area bottom detector that has a four-fold larger neutron-sensitive area than the original detector, has also been developed. To increase the light collection efficiency a scintillation light is collected from the both ends of the wavelength-shifting fiber. The prototype detector exhibited an acceptable count uniformity 59% over the detector.