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論文

High repetition rate neutron flux array using digital-signal processing and scintillators for study of high performance plasma at JT-60U

篠原 孝司; 奥地 俊夫*; 石川 正男; 馬場 護*; 糸賀 俊朗*

Review of Scientific Instruments, 79(10), p.10E509_1 - 10E509_4, 2008/10

 被引用回数:2 パーセンタイル:82.02(Instruments & Instrumentation)

Neutron brings the information about the energetic ion population. Radial neutron collimator system is used to measure a line-integrated neutron emission profile in JT-60U tokamak. An analog neutron-$$gamma$$ pulse shape discrimination circuit was used to measure neutron flux from the DD reaction. The maximum count rate of the analog circuit is limited up to 1$$times$$10$$^{5}$$ counts/s. Aiming at increasing the count rate, a digital signal processing method for neutron-$$gamma$$ signal discrimination has been adopted to our collimator system. This includes a modification of hardware, a development of software, and a calibration. Due to this update, the radial neutron collimator system can output the information about the temporal evolution of neutron emission rate, temporal evolution of $$gamma$$ ray emission rate.

論文

Development of fast measurement system of neutron emission profile using a digital signal processing technique in JT-60U

石川 正男; 糸賀 俊朗*; 奥地 俊夫*; Nakohostin, M.*; 篠原 孝司; 馬場 護*; 西谷 健夫

AIP Conference Proceedings 988, p.295 - 298, 2008/03

ITERにおいて高精度の中性子発生量計測を実現するためには、高速計測システムの開発が不可欠である。JT60Uでは、スチルベン中性子検出器(SND)を使用して、中性子発生分布計測を行ってきた。しかし、SNDは中性子と$$gamma$$線との弁別機能に優れた特徴を有する反面、内蔵されたアナログ回路を使用して弁別を行っているため、最大係数率は約10$$^{5}$$[cps]に制限されていた。このため、統計誤差が大きく、またダイナミックレンジが小さい等の欠点もあった。この問題を克服するために、Flash-ADCを用いて検出器のアノード信号を直接デジタル化して保存し、ソフトウェアによって中性子と$$gamma$$線の弁別を行うデジタル信号処理(DSP)システムの開発を行った。さらに、検出器に較正用としてLEDを内蔵させ、光電子増倍管にゲイン変動が生じた際、ソフトウェア的にゲインフィードバックを行う手法を確立した。本DSPシステムをJT-60Uでの中性子計測に適用した結果、従来のアナログ回路を有するスチルベン検出器を用いた測定では計数率が飽和してしまう領域でも、計数率が飽和することなく、より高い計数率領域($$sim$$10$$^{6}$$[cps])での計測に成功した。

論文

Fast collimated neutron flux measurement using stilbene scintillator and flashy analog-to-digital converter in JT-60U

石川 正男*; 糸賀 俊朗*; 奥地 俊夫*; Nakhostin, M.*; 篠原 孝司; 林 孝夫; 助川 篤彦; 馬場 護*; 西谷 健夫

Review of Scientific Instruments, 77(10), p.10E706_1 - 10E706_3, 2006/10

 被引用回数:14 パーセンタイル:35.92(Instruments & Instrumentation)

JT-60Uでは、中性子発生分布計測においてスチルベン中性子検出器を使用して中性子の計測を行ってきた。しかし、このスチルベン中性子検出器は中性子と$$gamma$$線との弁別性能に優れた特徴を有するが、アナログ回路を利用して弁別を行っているため、最大計数率は10$$^{5}$$cps程度となり、統計誤差が大きくまたダイナミックレンジが低い等の欠点もあった。この度、これを克服するためにFlash-ADCを用いて直接アノード信号の波形を取得,保存し、ソフトウェアによって波形弁別をする手法を開発した。これにより10$$^{6}$$cps以上の高計数率での測定を可能になる。本講演では、JT-60Uにおける初期の実験結果を報告する。

口頭

スチルベンとFlash-ADCを用いた核融合炉用高速中性子モニタの開発

糸賀 俊朗*; Nakhostin, M.*; 大石 卓司*; 奥地 俊夫*; 馬場 護*; 石川 正男; 西谷 健夫

no journal, , 

JT-60Uでは中性子発生分布計測において、スチルベン中性子検出器を使用している。しかし、この検出器は中性子と$$gamma$$線とをアナログ回路で弁別しているため、最大計数率は10$$^{5}$$個/秒程度で、高速計測は困難であった。この問題を解決するために、Flash ADCを用いて直接、検出器のアノード信号の波形を取得,保存し、その後ソフトウェアによって波形を弁別するという手法を開発している。これにより10$$^{6}$$個/秒以上の高計数率下での測定が可能になると期待される。本発表では、東北大学で開発を進めたシステムの概要と中性子発生装置FNLで得られた測定結果について報告する。

口頭

JT-60Uにおけるデジタル信号処理を用いた高速中性子発生分布計測

石川 正男*; 糸賀 俊朗*; 奥地 俊夫*; Nakhostin, M.*; 篠原 孝司; 林 孝夫; 森岡 篤彦; 馬場 護*; 西谷 健夫

no journal, , 

JT-60Uでは、中性子発生分布計測においてスチルベン中性子検出器(SND)を使用して中性子の計測を行ってきた。しかし、SNDは中性子と$$gamma$$線との弁別機能に優れた特徴を有する反面、内蔵されたアナログ回路を利用して弁別を行っているため、最大計数率は10$$^{5}$$cps程度に制限され、統計誤差が大きくまたダイナミックレンジが小さい等の欠点もあった。この度、この問題を克服するためにFlash-ADCを用いて直接アノード信号の波形を取得,保存し、ソフトウェアによって波形弁別をする手法を開発を行った。これにより10$$^{6}$$cps以上の高計数率での測定が可能になると期待される。本講演では、JT-60Uにおける初期の実験結果を報告する。

口頭

JT-60Uにおけるデジタル信号処理を用いた高速中性子発生分布計測

石川 正男; 糸賀 俊朗*; 奥地 俊夫*; 馬場 護*; 篠原 孝司; 林 孝夫; 助川 篤彦

no journal, , 

JT-60Uでは、スチルベン中性子検出器(SND)を使用して、中性子発生分布計測を行ってきた。しかし、SNDは中性子と$$gamma$$線との弁別機能に優れた特徴を有する反面、内蔵されたアナログ回路を利用して弁別を行っているため、最大計数率は約10$$^{5}$$[cps]に制限されていた。このため、統計誤差が大きく、またダイナミックレンジが小さいなどの欠点もあった。この問題を克服するために、Flash-ADCを用いて検出器のアノード信号を直接デジタル化して保存し、その後ソフトウェアによって中性子と$$gamma$$線との弁別を行うデジタル信号処理(DSP)システムの開発を行った。本DSPシステムをJT-60Uでの中性子計測に適用した結果、従来のアナログ回路を有するスチルベン中性子検出器を用いた測定では計数率が飽和してしまう領域でも、計数率が飽和することなく、より高い計数率領域(これまでの最大計数率は約10$$^{6}$$[cps])での測定に成功した。

口頭

デジタル信号処理を利用した核融合中性子プロファイルの高速計測システムの開発

石川 正男; 糸賀 俊朗*; 奥地 俊夫*; Nakhostin, M.*; 馬場 護*; 篠原 孝司; 林 孝夫; 助川 篤彦; 西谷 健夫

no journal, , 

JT-60Uでは、スチルベン中性子検出器(SND)を使用して、中性子発生分布計測を行ってきた。しかし、SNDは中性子と$$gamma$$線との弁別機能に優れた特徴を有する反面、内蔵されたアナログ回路が律速となり、最大計数率は$$sim$$10$$^{5}$$cpsに制限されていた。このため、統計誤差が大きく、高速計測は困難であった。この問題を克服するために、Flash-ADCを利用したデジタル信号処理(DSP)システムの開発を行った。本DSPシステムでは、検出器のアノード信号を直接デジタル化して保存し、その後、ソフトウェアを用いて中性子と$$gamma$$線との弁別を行うことによって、中性子を計測する。本DSPシステムをJT-60Uでの中性子計測に適用した結果、約10$$^{6}$$cpsに至るまで計数率が飽和せずに中性子の計測を行うことに成功した。

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