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中村 龍也; 川崎 卓郎; 藤 健太郎; 筒井 紀彰; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨
Proceedings of 2018 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2018) (Internet), 3 Pages, 2019/10
パルス中性子を用いた回折イメージングのためのサブmm空間分解能をもつシンチレータ検出器を開発した。検出ヘッド部は薄型のZnS/
LiFシングルシンチレータと直径0.1mmの波長シフトファイバにより構成し高い位置分解能を実現した。有感面積24
24mm
を有するプロトタイプ検出器の性能は分解能0.20および0.16
0.06mm(x、y方向)、検出効率7%、
Co 
線感度10
である。本報では検出器の設計詳細とJ-PARC MLFにおける回折イメージング実験例を紹介する。
中村 龍也; 藤 健太郎; 筒井 紀彰; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨
Proceedings of 2016 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2016), Vol.2, p.1506 - 1508, 2018/01
コリメータしたパルス中性子ビームを用いてシンチレータ 波長シフトファイバコイルエレメント内の中性子感度の位置依存性を診断した。11mmにコリメートしたビームをエレメント上でスキャンしてその各入射位置における中性子計数を記録した。診断の結果、円筒状シンチレータの結合部での感度の低下が起こっていることを明らかにした。
中村 龍也; 藤 健太郎; 筒井 紀彰; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨
Journal of Instrumentation (Internet), 12(12), p.C12025_1 - C12025_9, 2017/12
被引用回数：4 パーセンタイル：18.79(Instruments & Instrumentation)J-PARC/MLFに建設が予定されている新タンパク単結晶装置のための高位置分解能、大面積という特徴を有した位置敏感型シンチレータ中性子検出器を開発した。Li:ZnSシンチレータが装填されたプロトタイプ検出器は波長シフトファイバ技術を用いて製作されている。当該検出器は位置分解能2.5mm、中性子有感面積320320mmを有している。発表では装置の概要と検出器の試験結果について報告する。
B
O
scintillator with low-afterglow phosphor中村 龍也; 片桐 政樹*; 筒井 紀彰*; 藤 健太郎; Rhodes, N. J.*; Schooneveld, E. M.*; 大栗 裕史*; 野口 泰延*; 坂佐井 馨; 曽山 和彦
Journal of Physics; Conference Series, 528, p.012043_1 - 012043_8, 2014/07
被引用回数：5 パーセンタイル：82.91(Optics)J-PARC/MLFに設置する中性子散乱実験装置のために高い発光でありながら低残光である中性子有感ZnS/BOシンチレータを開発した。ZnS/LiFシンチレータはその高い発光と低い線感度からよく使用されるがその大きな残光成分が検出器の計数率特性を制限していた。われわれはJ-PARCの将来的な1MWでの稼働に対応するため従来よりも低残光であるZnS蛍光体を開発した。本蛍光体と高効率が期待されるBOコンバータを焼結法により成形し中性子有感シンチレータを製作した。開発したシンチレータはJ-PARC/MLFのiBIXやSenju装置に装填されている。発表ではシンチレータの特性やこれらを組み込んだ検出器の性能について議論する。
飯倉 寛; 筒井 紀彰*; 齋藤 泰司*; 野島 健大; 安田 良; 酒井 卓郎; 松林 政仁
Physics Procedia, 43, p.161 - 168, 2013/00
被引用回数：5 パーセンタイル：86.07(Physics, Applied)In neutron imaging, to enhance brightness of a neutron detector is one of the important factors which lead to shortening of imaging time, or improvement in image quality. Recently, we devised a technique to increase the light intensity of reception for a camera by adding brightness enhancement films (BEF) on the output surface of the scintillator. By using the BEF (BEF II 90/24, Vikuiti 3M), brightness was enhanced, but spatial resolution was reduced. In this study, we compared the brightness and spatial resolution using several types of BEFs with different film thicknesses and prism pitch. In brightness, although the further enhancement was observed, most influences of film thickness or a prism pitch were not recognized. In spatial resolution, when film thickness became thin, the tendency for spatial resolution to improve was recognized.
飯倉 寛; 筒井 紀彰*; 中村 龍也; 片桐 政樹*; 呉田 昌俊; 久保 純*; 松林 政仁
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 651(1), p.100 - 104, 2011/09
被引用回数：8 パーセンタイル：51.42(Instruments & Instrumentation)原子力機構では、秩父富士と共同で中性子用シンチレータの開発を行ってきている。本研究では、新たに開発されたLiF/ZnS系シンチレータ型コンバータの性能評価を行った。従来品と比べて、空間分解能は同等の性能を保持したまま輝度は約2倍明るくなることが確認された。本コンバータと高速度カメラシステムの利用により高速撮像の画質が格段に向上し、毎秒1万フレーム以上の撮像も可能となった。本技術は運転中の自動車エンジン内のオイル挙動等のハイフレームレート計測等に活用されるに至った。さらに、シンチレータの発光面に光指向性を持たせる輝度向上フィルムを設置することにより、カメラ側の受光強度を増加させることを考案した。これにより、空間分解能はやや低下するが、受光強度をさらに約3倍明るくさせることに成功した。
中村 龍也; 片桐 政樹; 美留町 厚; 海老根 守澄; 筒井 紀彰*; 曽山 和彦; Schooneveld, E. M.*; Rhodes, N. J.*
JAEA-Research 2008-116, 26 Pages, 2009/03
JAEA-Research-2008-116.pdf:4.25MB
ENGIN-X型1次元中性子シンチレータ検出器の性能向上を目的として新規なZnSシンチレータ,光リフレクタ、及びデジタル信号処理装置の開発を行った。ZnSシンチレータに関してはさらなる高速・高検出効率化を図るためZnSを基本とした各種シンチレータを試作しその性能を評価した。その結果、開発したZnS/BOシンチレータによるとISIS標準シンチレータよりも検出効率が2割改善することを確認した(中性子波長1
)。また、シンチレータを装填する光リフレクタに関しては白色塗料を使用せず表面エッチング処理により製作する手法を開発した。これにより従来と同様の光散乱能を有しかつ経年変化にも強い光リフレクタを実現した。さらにフィールドプログラマブルゲートアレイによる全デジタル化フォトンカウンティング信号処理装置を開発しこれまでのアナログ回路による信号処理系と比べて中性子計数の温度安定性が改善することを実証した。
中村 龍也; Schooneveld, E. M.*; Rhodes, N. J.*; 片桐 政樹; 筒井 紀彰*; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 曽山 和彦
2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record (CD-ROM), p.1215 - 1219, 2009/02
熱中性子に対して高い検出効率を有するZnS/LiFシンチレータ及びZnS/BOセラミックシンチレータを開発した。開発したシンチレータの発光特性、及びファイバコード型1次元検出器に装填した場合における検出器性能の評価を行った。ZnS/LiFシンチレータでは、Li中性子コンバータの量を標準品の約2倍としたシンチレータにおいて検出効率が約30%改善することを確認した。また、ZnS/BOセラミックシンチレータにおいても約30%の検出効率の改善を確認した。さらに発光減衰時間がZnS/LiFのそれと比べて約40%と短くなることが明らかとなり本シンチレータが計数特性に優れる可能性を示した。
小島 孝弘*; 片桐 政樹; 筒井 紀彰*; 今井 幸治*; 松林 政仁; 坂佐井 馨
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.325 - 328, 2004/08
被引用回数：44 パーセンタイル：91.43(Instruments & Instrumentation)中性子イメージ検出器の高検出効率化を目指して蛍光体/中性子コンバータシンチレータの開発を進めた。その結果、市販のシンチレータに比較してLiの含有量が2倍のZnS:Ag/LiFの検出効率が43.5%であることがわかった。この検出効率は市販の同種シンチレータに比較して約1.6倍の検出効率である。また、中性子コンバータとしてBOを用いたZnS:Ag/BOシートシンチレータ及びZnS:Ag/BOガラスシンチレータを開発し、約30%の検出効率を示すことを確認した。本ZnS:Ag/Bシンチレータは熱中性子以上の中性子エネルギーの領域で高検出効率が得られる。
中村 龍也; 片桐 政樹
筒井 紀彰*
【課題】入射ピクセル以外への蛍光の漏洩を極力低減したピクセル型二次元イメージ検出器を提供する。 【解決手段】重粒子線または中性子検出用の蛍光体シートからの蛍光を反射する反射板を等間隔に縦軸方向に配列し、この反射板列に直角に蛍光を反射する反射板を等間隔に横軸に配列し反射板列を構成した格子状構造体において、縦軸方向反射板の上半分の位置で、かつ縦軸間隔の中心位置に蛍光を検出する縦軸検出用波長シフトファイバを通すための溝を、横軸方向反射板の下半分の位置で、かつ横軸間隔の中心位置に蛍光を検出する横軸検出用波長シフトファイバを通すための溝を設けて格子状蛍光検出体を構成し、この検出体の前面にのみ、あるいは前面と背面に蛍光体シートを配置した構造を持つ二次元重粒子イメージ検出器または二次元中性子イメージ検出器。
中村 龍也; 片桐 政樹
筒井 紀彰*
In a lattice-like pixel structure in which reflecting plates that reflect a fluorescent light from a fluorescent material-based neutron detecting sheet are arranged along vertical and horizontal axes at a regular interval, a lattice-like fluorescent light detecting member is provided, in which grooves may be formed at an upper half position of the vertical axis direction reflecting plate and at a center position in a vertical axis interval for accommodating a wavelength shifting fiber for vertical axis detection and at a lower half position of the horizontal axis direction reflecting plate and at a center position in a horizontal axis interval for accommodating a wavelength shifting fiber for horizontal axis detection; and a fluorescent material-based neutron detecting sheet is arranged only at a front surface or at both of a front surface and a back surface of the lattice-like fluorescent light detecting member. a
中村 龍也; 片桐 政樹
筒井 紀彰*
In a lattice-like pixel structure in which a reflecting plate that reflects a fluorescent light from a fluorescent material-based neutron detecting sheet is arranged along a vertical axis at a regular interval, and a reflecting plate that reflects a fluorescent light is arranged along a horizontal axis at a regular interval and at a right angle with respect to a series of fluorescent plates formed arranged along the vertical axis, a lattice-like fluorescent light detecting member is formed by providing such a structure that a groove may be formed at upper half position of the vertical axis direction reflecting plate and at a center position in a vertical axis interval for accommodating a wavelength shifting fiber for vertical axis detection for detecting the fluorescent light, and a groove may be formed at lower half position of the horizontal axis direction reflecting plate and at a center position in a horizontal axis interval for ...
中村 龍也; 片桐 政樹
筒井 紀彰*
In a lattice-like pixel structure in which a reflecting plate that reflects a fluorescent light from a fluorescent material-based neutron detecting sheet is arranged along a vertical axis at a regular interval, and a reflecting plate that reflects a fluorescent light is arranged along a horizontal axis at a regular interval and at a right angle with respect to a series of fluorescent plates formed arranged along the vertical axis, a lattice-like fluorescent light detecting member is formed by providing such a structure that a groove may be formed at upper half position of the vertical axis direction reflecting plate and at a center position in a vertical axis interval for accommodating a wavelength shifting fiber for vertical axis detection for detecting the fluorescent light, and a groove may be formed at lower half position of the horizontal axis direction reflecting plate and at a center position in a horizontal axis interval for ...
中村 龍也; 海老根 守澄; 美留町 厚; 大図 章; 片桐 政樹
寄林 豊*; 筒井 紀彰*
【課題】3Heガスに代わる検出媒体を用いた高感度の中性子検出器を提供する。 【解決手段】代表例では、ZNS蛍光体と6LIあるいは10Bを含む中性子コンバータから構成される板状で両面から蛍光が放出可能とした構造の半透明型中性子シンチレータを、断面が円形あるいは正方形の内側に90%以上の反射率を持つ鏡面の反射板を配置した筒状の検出器筐体の内部に、平行にそろって入射する中性子に対して45度に傾けて配置し、中性子がこのシンチレータに入射した際放出される蛍光を両側に配置した2つの光電子増倍管で検出し、これら2つの光電子増倍管から出力される信号を信号処理し中性子信号として取り出すように構成している。
中村 龍也; 海老根 守澄; 美留町 厚; 大図 章; 片桐 政樹
寄林 豊*; 筒井 紀彰*
A neutron detector without 3He gas, provided with a translucent type plate neutron scintillator having the structure capable to emit fluorescence from double-sides; the neutron scintillator is composed of ZnS fluorescent substance and a neutron converter which contains 6Li or 10B, and arranged at an angle of 45 degrees from the neutrons which are incident in parallel all together, inside of a cylindrical detector housing with the circular or square section where the specular reflector with the reflectance of 90% or more is arranged internally, and the fluorescence emitted when the neutron enters the scintillator is detected by two photo multipliers arranged on both sides, and signals output from these two photo multipliers are processed to be taken out as a neutron signal.
中村 龍也; 海老根 守澄; 美留町 厚; 大図 章; 片桐 政樹
寄林 豊*; 筒井 紀彰*
A neutron detector without 3 He gas, provided with a translucent type plate neutron scintillator having the structure capable to emit fluorescence from double-sides; the neutron scintillator is composed of ZnS fluorescent substance and a neutron converter which contains 6 Li or 10 B, and arranged at an angle of 45 degrees from the neutrons which are incident in parallel all together, inside of a cylindrical detector housing with the circular or square section where the specular reflector with the reflectance of 90% or more is arranged internally, and the fluorescence emitted when the neutron enters the scintillator is detected by two photo multipliers arranged on both sides, and signals output from these two photo multipliers are processed to be taken out as a neutron signal.
中村 龍也; 海老根 守澄; 美留町 厚; 大図 章; 片桐 政樹
寄林 豊*; 筒井 紀彰*
A neutron detector without 3 He gas, provided with a translucent type plate neutron scintillator having the structure capable to emit fluorescence from double-sides; the neutron scintillator is composed of ZnS fluorescent substance and a neutron converter which contains 6 Li or 10 B, and arranged at an angle of 45 degrees from the neutrons which are incident in parallel all together, inside of a cylindrical detector housing with the circular or square section where the specular reflector with the reflectance of 90% or more is arranged internally, and the fluorescence emitted when the neutron enters the scintillator is detected by two photo multipliers arranged on both sides, and signals output from these two photo multipliers are processed to be taken out as a neutron signal.
中村 龍也
片桐 政樹*; 筒井 紀彰*; 坂上 敦*
【課題】3HE位置敏感型中性子検出器と同等の中性子検出効率を有する外形が管状のシンチレータを用いた一次元中性子検出器を提供する。 【解決手段】内側円筒状中性子シンチレータの上側に、2本の波長シフトファイバを円筒に沿って等間隔で平行に巻いたコイル状波長シフトファイバを配置し、その2本の波長シフトファイバの両方の終端を内側円筒状中性子シンチレータの円筒状基板の内側内部に導き、一方に光ファイバを接続し、一方に光反射板を接着した構造のシンチレータ蛍光検出体を配置し、さらにその上側に外側円筒状中性子シンチレータを配置して中性子検出素子を構成する。この中性子検出素子を2個以上円筒管の内部に密に並べて配置し、円筒状内部を使って光ファイバを配線し光検出器に導き、中性子の一次元検出を行う管状の中性子検出器とする。
中村 龍也
片桐 政樹*; 筒井 紀彰*
【課題】高いガンマ線バックグラウンドの中で高計数率での中性子イメージング測定を可能とする中性子シンチレータ及びその製造方法を提供する。 【解決手段】10B同位体濃度が90%以上の10B濃縮ホウ酸(H310BO3)と、変性脂環式ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン又は脂肪族ジアミンを主材とする硬化剤と、を混合して10B-アミン混合物を調製し、当該10B-アミン混合物に、水、エチルアルコール、メチルアルコール、水及びエチルアルコールの混合液又は水及びメチルアルコールの混合液を混合して10B含有透明接着性物質を調製し、当該10B含有透明接着性物質に、ZNS系蛍光体を混合して、ZNS系蛍光体-10B含有透明接着性物質を調製し、当該ZNS系蛍光体-10B含有透明接着性物質を基板上に塗布して乾燥させ固化させることを特徴とする、半透明ZNS/10Bコンバータ中性子シンチレータの製造方法。
