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永井 晴康; 中山 浩成; 佐藤 大樹; 谷森 達*
第52回可視化情報シンポジウム講演論文集(インターネット), 4 Pages, 2024/07
原子力施設の事故により放出された放射性プルームの3次元分布を定量的に可視化するための革新的モニタリング手法を提案し、その解析手法の実現可能性を仮想データを用いた試験により示す。提案する手法は、電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)によるガンマ線分光イメージングとドップラーライダーによる3次元気流場測定に基づくリアルタイム高分解能大気拡散シミュレーションの組合せである。ETCCは、対象とする放射性プルーム中の特定の放射性核種からの直達ガンマ線の入射方向分布画像を取得できる。放射性プルームの3次元分布は、対象の周囲複数個所に設置したETCCの直達ガンマ線画像とリアルタイム大気拡散シミュレーションによるプルームの濃度分布予測を融合した逆解析により再構築される。解析手法を試作し、大気拡散と放射線輸送の数値シミュレーションにより生成された仮想的なデータを用いて試験を行った。
Parker, J. D.*; 原田 正英; 林田 洋寿*; 廣井 孝介; 甲斐 哲也; 松本 吉弘*; 中谷 健; 及川 健一; 瀬川 麻里子; 篠原 武尚; et al.
Materials Research Proceedings, Vol.15, p.102 - 107, 2020/05
At the RADEN instrument, we take advantage of the accurate measurement of neutron energy by time-of-flight to perform energy-resolved neutron imaging using event-type neutron imaging detectors. We are continually working to improve these detectors for better spatial resolution and shorter measurement times and, as a user facility, to improve the ease-of-use of their control and analysis software. In particular, we are actively developing a 
He-based gaseous micropattern detector known as the Micro-pixel chamber based Neutron Imaging Detector (
NID). We have recently redesigned the NID control software to allow full integration into the automated experiment control system at RADEN, and we are carrying out optimization of the analysis algorithms for improved image quality and rate performance.
初川 雄一*; 早川 岳人*; 塚田 和明; 橋本 和幸*; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.
PLOS ONE (Internet), 13(12), p.e0208909_1 - e0208909_12, 2018/12
被引用回数：5 パーセンタイル：25.46(Multidisciplinary Sciences)電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)を用いて放射性同位元素
Tcの画像撮像を実施した。Tcは、204, 582, 835keVの3本の
線を放出し、濃縮同位体
Moを用いてMo(p,n)Tc反応で合成される。濃縮Mo同位体三酸化物の再利用について実験を実施し、再生率70
90%を達成した。画像は3本の線それぞれを用いて解析し取得した。その結果、線エネルギーが高いほど空間分解能が向上することが判り、Tcのような高エネルギー線放出核を利用することで、ETCCが人体の深部の組織や器官の医療画像撮像に有効であることを示唆する結果を得た。
Tc for Compton camera imaging初川 雄一; 橋本 和幸; 塚田 和明; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 豊嶋 厚史; 永井 泰樹; 谷森 達*; 園田 真也*; 株木 重人*; et al.
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 303(2), p.1283 - 1285, 2015/02
被引用回数：2 パーセンタイル：16.04(Chemistry, Analytical)
Tcは広く医療診断に用いられている放射性診断薬であり、数多くの標識化合物が開発されている。近年天体核物理分野で開発されてきたコンプトンカメラの医療用への応用研究が行われているが141keVの放出線を有するTcは線エネルギーが低くコンプトンカメラには不向きである。そこでより高エネルギー線を放出するテクネチウム同位体の開発が求められている。800keVの線を放出するTcはコンプトンカメラ用RIの候補の一つである。本研究ではタンデム加速器でTcを生成し、これを京都大学で開発されているコンプトンカメラでの撮像実験に供した。
原田 正英; Parker, J. D.*; 澤野 達哉*; 窪 秀利*; 谷森 達*; 篠原 武尚; 前川 藤夫; 酒井 健二
Physics Procedia, 43, p.314 - 322, 2013/00
被引用回数：1 パーセンタイル：51.62(Physics, Applied)研究の目的は、PIC検出器を用いて、中性子共鳴吸収のテスト実験を行い、その定量性を確認することである。検出器は、NOBORUの分光器室内のモデレータから14.5mに設置した。試料は、厚さ5, 10, 20, 100mのタンタル箔を用い、検出器の15cm上流に設置した。実験では、試料の有り無しでの透過スペクトルを測定した。この測定では、バックグランド成分は小さくない。そこで、中性子輸送計算より、バックグランド成分の源は、分光器室内の散乱中性子であることを確認した。そこで、測定データから、バックグランド成分を差し引いた。最終的に、実験値と核データとの差は、7%程度であることがわかった。
中村 龍也; 田中 浩基; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 573(1-2), p.187 - 190, 2007/04
被引用回数：9 パーセンタイル：55.49(Instruments & Instrumentation)大強度パルス中性子源を用いた中性子散乱実験では高位置,高時間分解能を有する二次元中性子ガス検出器が必要不可欠である。われわれは二次元ガス検出器の各信号チャンネルすべてを個別に読み出し高速デジタル信号処理を行う検出器システムを開発した。検出素子としてマルチワイア、あるいはマイクロストリップを用いた検出器システムについてコリメートした冷中性子ビームを用いて性能評価試験を行った。マルチワイア素子では6atm He30% CF
混合ガス条件において1.5mmの位置分解能と約100nsの時間分解能を有することを確認した。また、マイクロストリップ素子においても同様の試験を8気圧までのガス条件において行ったのでそれらの試験結果について発表する。
線望遠鏡の社会応用 電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)の医療応用園田 真也*; 奈部谷 章*; 木村 博之*; 株木 重人*; 高田 淳史*; 窪 秀利*; 古村 翔太郎*; 谷森 達*; 松岡 佳大*; 水村 好貴*; et al.
no journal, ,
SPECTやPETのような既存の核医学イメージング装置では測定可能な線のエネルギーが限られているため使用できる薬剤に制限がある。電子飛跡検出型コンプトカメラ(ETCC)にはこのような制限は無いため新しい薬剤開発の促進が期待できる。本研究では医療用線カメラを開発し医療機能イメージングの可能性を広げ、医療に貢献すること目指している。
線画像から推定する手法開発,1; 研究の概要永井 晴康; 谷森 達*; 中山 浩成; 佐藤 大樹; 古田 禄大
no journal, ,
原子力機構では、放射性物質の大気拡散予測の信頼性を向上するための研究開発として、大気拡散計算と放射線計測を融合して大気放出された放射性核種の濃度分布と放出量を推定する手法の開発を進めている。この手法では、複数箇所で測定された線画像の組み合わせから大気中の放射性物質の核種ごとの濃度分布を一定の時間間隔で再構成するとともに、時間間隔ごとの濃度増加量から放出量も推定することを目指している。この手法により得られる放射性物質の放出量と放出地点近傍の濃度分布データを大気拡散計算に取り入れることで、より現実に近い大気拡散状況の予測が可能となる。本報告では、この研究の全体像を説明する。
線画像から推定する手法開発,6; 放出地点の推定永井 晴康; 中山 浩成; 佐藤 大樹; 谷森 達*
no journal, ,
原子力機構では、大気拡散計算と放射線計測を融合して大気放出された放射性核種の濃度分布と放出量を推定する手法の開発を進めている。放射線計測技術としては、京都大学が新規開発し、線の全単射撮像を実現した電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)を用いる。ETCCにより初めて可能となった線の定量的画像を複数の角度から撮像して組み合わせることで、大気中の放射性物質の核種ごとの3次元濃度分布を一定の時間間隔で再構成するとともに、時間間隔ごとの濃度増加量から放出量も推定することを目指している。これまでに、風速場の測定値を用いた拡散計算により濃度相対分布(先験情報)が与えられた条件でベイズ推計に基づき濃度分布と放出量を逆解析する手法を開発した。本発表では、先験情報を作成する拡散計算の条件として必要となる放出地点を推定する手法の試作と試験結果について報告する。
山岸 秀志; 中村 龍也; 田中 浩基; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
パルス中性子源を用いた中性子散乱実験用としての二次元位置検出型中性子検出器には、高位置分解能,高い検出効率及び長期安定性が求められることは勿論であるが、さらに、広いエネルギーを有した中性子をTOF法により計測するため、高速性及び高い(中性子/線)比の性能が要求される。このため、われわれはMSGC素子を用いた個別読出し型の二次元中性子ガス検出器システムの開発を進め、今回、検出器システムを試作した(1, 2, 3)。中性子散乱実験用の二次元位置検出型中性子検出器には上記に示したようなさまざまな性能が要求されるが、実用機ではそれらすべての要求性能がクリアされていなければならない。このため、位置検出分解能の実験評価に引き続き、その他の性能試験として中性子ビームのプロファイル測定及び(中性子/線)比性能等を評価したのでこれらの結果について紹介する。
藤 健太郎; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARC物質・生命科学実験施設では、大強度のパルス中性子を利用した中性子散乱実験が行われる。ここで利用される検出器では高い位置分解能,検出効率,高速応答等の特徴を有する高性能な二次元中性子検出器が必要とされる。これまで、個別信号読み出しを使用したマイクロパターン素子型中性子検出システムの開発を行ってきており、現在はCf-252線源を用いた照射場を作製し中性子計測システムの開発研究を進めている。ここでは作製した照射場においてマイクロピクセル型ガス二次元中性子検出器(micro-pixel gas chamber: MPGC)の特性評価を行った結果を報告する。封入ガスとしてヘリウムと四フッ化炭素の混合ガスを用い、封入圧力を4及び5atmとし特性評価を行った。どちらの圧力においても中性子による信号パルスピークが明瞭であり、低チャンネル側に発生するノイズとの弁別が容易に可能であることがわかった。ここで、われわれが作製した計測システムではチャージアップによって引き起こされるガスゲインの変動は認められなかった。
藤 健太郎; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARCセンターの物質・生命科学実験施設(MLF)では、大強度のパルス中性子を利用した中性子散乱実験が行われる。この施設では高位置分解能,高検出効率,高速応答等の特徴を有する高性能な二次元中性子検出器が必要とされる。これらの要求を満たすため、これまでマイクロストリップ型やマイクロワイヤー型の検出素子を用いた二次元中性子ガス検出器の開発を行ってきた。ここではマイクロピクセル型の検出素子を用いた検出器の特性評価を行った結果を報告する。封入ガスとしてヘリウムと四フッ化炭素の混合ガスを用い、封入圧力を4及び5atmとし特性評価を行った。どちらの圧力においても中性子による信号パルスピークが明瞭であり、低チャンネル側に発生するノイズとの弁別が容易に可能であることがわかった。ここで、われわれが作製した計測システムではチャージアップによって引き起こされるガスゲインの変動は認められなかった。
原田 正英; Parker, J.*; 澤野 達哉*; 窪 秀利*; 谷森 達*; 篠原 武尚; 前川 藤夫
no journal, ,
本研究は、透過性が高くエネルギー弁別が可能なパルス中性子の特性を活かし、共鳴吸収に着目して、二次元的に材料分析を行うことを目的とした。二次元検出器としては、京都大学で開発が進められているPICを用い、J-PARCのNOBORUにて、実験を行った。共鳴吸収の妥当性をみるために、厚さの既知のタンタル試料を用いて、中性子の透過スペクトルを測定し、核データからの予測値と比較した。その結果、測定値は、予測値とほぼ良い一致を示した。なお、関連する研究も含め、現状のPICの性能としては、空間分解能で200m程度、時間分解能で約1秒、最大計数率で約1MHzまで期待できることがわかった。さらに、ビスマスやインジウム,タンタルなど、共鳴吸収断面積の大きな物質を測定し、二次元分布を測定することができた。
原田 正英; Parker, J.*; 澤野 達哉*; 窪 秀利*; 谷森 達*; 篠原 武尚; 前川 藤夫
no journal, ,
本研究は、透過性が高くエネルギー弁別が可能なパルス中性子の特性を活かし、共鳴吸収に着目して、二次元的に材料組成分析を行うことを目的とした。二次元検出器としては、京都大学で開発が進められているPICを用い、J-PARCのNOBORUにて実験を行った。共鳴吸収の定量性を確認するために、タンタル試料(厚さ20mと100m)を用いて、中性子の透過スペクトルを測定し、核データからの予測値と比較した。バックグランド成分を除去した後、核データと実測値を比較した場合、Ta20mで、約7%の精度で一致することを確認できた。
園田 真也*; 鍋谷 明*; 木村 博之*; 株木 重人*; 高田 篤史*; 久保 英俊*; 木村 正太郎*; 澤野 達也*; 谷森 達*; 松岡 義弘*; et al.
no journal, ,
京都大学において開発されたコンプトンカメラの医療用撮像への性能評価実験を行った。線源としては京都大学薬学部で作られたF-18および原子力機構において生成されたTc-95mを用いた。新しく開発されたコンプトンカメラにおいてF-18およびTc-95mを用いた撮像に成功した。
NID) with boron converter for energy-resolved neutron imaging at J-PARCParker, J. D.*; 篠原 武尚; 原田 正英; 林田 洋寿*; 廣井 孝介; 甲斐 哲也; 松本 吉弘*; 及川 健一; 瀬川 麻里子; Su, Y. H.; et al.
no journal, ,
At the Energy-Resolved Neutron Imaging System RADEN of the J-PARC MLF, we take advantage of the accurate measurement of neutron energy by time-of-flight to perform energy-resolved neutron imaging. To carry out measurements at RADEN, we have been developing and testing cutting-edge detector systems employing micro-pattern detectors and high-speed, all-digital data acquisition systems. One such detector, the Micro Pixel Chamber based Neutron Imaging Detector (NID), provides a spatial resolution of less than 250 m FWHM, 26% detection efficiency for thermal neutrons with 
He for conversion, and count rate capacity of 8 Mcps. By replacing the He gas with a boron-based converter, we aim to increase the count rate capacity three-fold while maintaining good spatial resolution. This is made possible by the significantly reduced event size for the alpha from the 
B-neutron interaction as compared to the lighter proton and triton in the He case.
園田 真也*; 高田 淳史*; 谷森 達*; 津田 雅弥*; 田原 圭祐*; 小林 滉一郎*; 谷垣 実*; 永井 晴康; 中山 浩成; 佐藤 大樹
no journal, ,
京都大学が開発中の電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)は、ガンマ線の到来方向を一意に決定し定量性のあるガンマ線画像を取得できる唯一の検出器である。ETCCは2方向からの同時測定で定量的な3次元分布が得られることを見込んでいる。この新しい検出器の実証を行うため、京都大学複合原子力科学研究所にある原子炉炉室のキャットウォークから炉心を見下ろす方向にETCCを設置して炉室内のガンマ線分布を測定した。本講演ではイメージング分析結果を報告する。
田中 浩基; 中村 龍也; 山岸 秀志; 曽山 和彦; 相澤 一也; 越智 敦彦*; 谷森 達*
no journal, ,
J-PARCにおける物質・生命科学実験での中性子散乱実験施設では高性能中性子位置検出器が必要とされている。中性子散乱からのブラッグピークの位置及び強度を精度よく測定するためには高い位置分解能と優れた位置線形性が必要となる。さらに大強度パルス中性子を用いた場合には高速応答性能が必要となる。われわれは上記の性能を満たすために個別読み出し型二次元ガス中性子の開発を進めてきた。この学会ではマイクロストリップ検出素子を用いたシステムの位置分解能性能と位置線形性の評価について発表を行う。精度の良い測定を行うために0.2
10mm
にコリメートした中性子ビームを用いた結果、典型的なガス条件でx, y両方向において位置分解能1mm以下を達成した。また中性子の入射位置と実測位置との良い線形性(
0.5% at full scale)を確認することができた。
園田 真也*; 高田 淳史*; 谷森 達*; 津田 雅弥*; 田原 圭祐*; 小林 滉一郎*; 谷垣 実*; 谷口 秋洋*; 永井 晴康; 中山 浩成; et al.
no journal, ,
京都大学が開発中の電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)は、ガンマ線の到来方向を一意に決定し定量性のあるガンマ線画像を取得できる唯一の検出器である。ETCCは2方向からの同時測定で定量的な3次元分布が得られることを見込んでいる。この新しい検出器の実証を行うため、京都大学複合原子力科学研究所にある原子炉炉室のキャットウォークから炉心を見下ろす方向にETCCを設置して炉室内のガンマ線分布を測定した。本講演ではイメージング分析結果を報告する。
加倉井 和久; 鬼柳 善明; 大山 研司*; 猪野 隆*; 高橋 浩之*; 谷森 達*
no journal, ,
中性子偏極・集光・検出及びイメージング等の中性子ビーム基盤技術研究を発展させ、その基盤技術をJ-PARC及びJRR-3の中性子科学研究施設の実験装置に導入し、中性子ビームの高品質化,高輝度化,高精度化を実現することを目指した「中性子ビーム利用高度化技術の開発」プロジェクトが平成20-24年度にかけて文部科学省の量子ビーム基盤技術開発プログラムの中で北海道大学,東北大学,日本原子力研究開発機構,高エネルギー加速器研究機構,東京大学,京都大学の連携のもと、実施された。この講演ではこのプロジェクトの開発成果および波及効果を中心に中性子基盤技術開発の進展を報告する。
