Development of a Ce:GPS scintillator-based spectrometer and its demonstration in radioactive cesium contamination sites

Ce:GPSシンチレーターベースのガンマ線スペクトロメータ開発と放射性セシウム汚染場でのその実証

森下 祐樹   ; 中間 茂雄 ; 越智 康太郎   ; 卜部 嘉*; 菅野 麻里奈*

Morishita, Yuki; Nakama, Shigeo; Ochi, Kotaro; Urabe, Yoshimi*; Kanno, Marina*

放射性セシウム汚染が重大な環境上の懸念を引き起こした。この研究では、環境監視のためにCe:GPSシンチレーターとコンパクトな光電子増倍管(PMT)を使用したコンパクトなガンマ線スペクトロメータを開発した。分光計は、潮解性のないCe:GPSシンチレーターの高エネルギー分解能の性能を活用した。性能評価は、Cs線源の測定と商用のNAI(TL)サーベイメーターとの比較を通じて評価された。汚染された環境における放射性セシウムの効果的かつ携帯用モニタリングのスペクトロメータの可能性が実証された。このポータブルで耐久性のあるスペクトロメータは、環境放射線監視とリモートセンシングテクノロジーのアプリケーションに有望である。

Following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident, radioactive cesium contamination posed a significant environmental concern. This study developed a compact gamma-ray spectrometer utilizing a Ce:GPS scintillator and a compact photomultiplier tube (PMT) for environmental monitoring. The spectrometer was designed to overcome limitations of traditional NaI(Tl) detectors, leveraging the non-hygroscopic nature and high energy resolution of Ce:GPS scintillators. Performance was evaluated through measurements of a Cs source and comparison with a commercial NaI(Tl) survey meter. The spectrometer's potential for effective and portable monitoring of radioactive cesium in contaminated environments was demonstrated. The system was tested using sealed sources, confirming its ability to detect the 662 keV photopeak of Cs with high accuracy. Field measurements in radiocesium-contaminated areas showed the spectrometer's effectiveness in detecting dose rate variations and high-dose hotspots. This portable, durable spectrometer shows promise for applications in environmental radiation monitoring and remote sensing technologies.