Detector performances of large area scintillator / wavelength shifting fiber neutron detectors for SENJU upgrade at J-PARC MLF

SENJU中性子回折計高度化のための大面積シンチレータ波長シフトファイバー型中性子検出器の性能評価

中村 龍也  ; 藤 健太郎  ; 鬼柳 亮嗣  ; 大原 高志   ; 細谷 孝明; 坂佐井 馨  

Nakamura, Tatsuya; To, Kentaro; Kiyanagi, Ryoji; Ohara, Takashi; Hosoya, Takaaki; Sakasai, Kaoru

J-PARC物質・生命科学実験施設に設置されたSENJU単結晶中性子回折計の高度化のために製作された2次元シンチレータ中性子検出器の性能を評価した。本検出器はLi:ZnS(Ag)シンチレータと波長シフトファイバーを用いて製作され、SENJUに設置されているオリジナル検出器と比較して6倍の中性子有感面積(512768mm)をもつ。プロトタイプ器は検出効率40-50% (2)、ガンマ線感度10であり、これに基づいて実機用として製作された9台の検出器も同様の良好な性能であった。9台の実機検出器間の中性子感度のばらつきは5%以内であった。発表ではプロトタイプ検出器及び実機検出器の実験結果を報告する。

Detector performances of large area two-dimensional neutron detectors produced for upgrade of SENJU diffractometer at Materials and Life science experimental Facility at J-PARC have been evaluated. The detectors are developed based on a Li:ZnS(Ag) scintillator and wavelength-shifting fiber technology. The prototype detector has a neutron-sensitive area of 512 768 mm, which is six-fold of the original detector installed in the SENJU. The prototype detector exhibited a detection efficiency of 40-50% for 2- space neutrons and Co gamma-ray sensitivity of ~10. 9 detector modules have been produced for the planned SENJU upgrade. The produced detectors exhibited similar detector efficiencies and gamma-ray sensitivities to that of the prototype detector. Neutron counts of these detectors with a Cf source varied within 5% to the average. The experimental results of the prototype and the produced beamline detectors are presented.