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渡辺 賢一*; 須貝 優介*; 長谷川 創大*; 田中 清志朗*; 人見 啓太朗*; 野上 光博*; 篠原 武尚; Su, Y. H.; Parker, J. D.*; Kockelmann, W.*
Scientific Reports (Internet), 14, p.25224_1 - 25224_13, 2024/10
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Multidisciplinary Sciences)Thallium bromide (TlBr) semiconductor detectors are being developed as promising candidates for high-detection-efficiency, high-energy-resolution, and room-temperature gamma-ray spectrometers. This study presents methods for evaluating TlBr crystal quality and carrier transport characteristics using neutron Bragg-dip imaging and the time-of-flight method for pulsed-laser-induced carriers, respectively. In this study, two samples obtained from both the upstream and downstream region in the crystal ingot were evaluated.
gamma-ray imager using detector response patterns北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
Japanese Journal of Applied Physics, 63(7), p.076502_1 - 076502_8, 2024/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Physics, Applied)三次元空間に無作為に配置した複数のガンマ線検出器の応答強度パターンから、ガンマ線源の入射方向を推定する新しいガンマ線イメージング技術の開発を行っている。本論文では、8個のGAGG (Ce)シンチレータキューブと18個の鉛キューブで構成されるガンマ線イメージャー、Coded Cube Camera for Gamma-ray (C3G)を製作し、
Cs線源の4イメージング実験を実施した。実験の結果、3m先にある10MBqのCs線源を10分間の測定で、angle uncertainty5度の精度でイメージングできることを確認した。一般にガンマ線イメージャーは数百から数千の読み出しチャンネル数が必要となるが、C3Gは僅か8チャンネルの読み出し回路で構成される。そのため回路や再構成アルゴリズムはシンプルにすることができ、安価かつ信頼性の高いイメージャーが実現する。C3Gは大きさ86mm 
86mm 86mmのハウジングに格納されており、重量は約600gである。小型軽量で4視野を持ち、高角度分解能を持つ本技術は、天文学や医療、核セキュリティ、原子力発電所の廃止措置など広範な応用が期待される。
北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
Japanese Journal of Applied Physics, 63(3), p.032005_1 - 032005_6, 2024/03
被引用回数：1 パーセンタイル：27.39(Physics, Applied)検出器の応答パターンを利用した新しいガンマ線イメージング技術を紹介する。この方法では、三次元状にランダムに配置された複数の遮蔽体キューブを使用する。これらのキューブで定義された領域内では、ガンマ線の入射方向に基づいて固有のガンマ線フラックスパターンが形成される。このパターンは、複数のシンチレーターキューブの応答パターンとして測定される。ガンマ線の入射方向と対応する検出器応答パターンを事前に測定することで、アンフォールディング法を用いて入射方向を推定することができる。Cs点線源を用いてシミュレーションを行った。その結果、10MBqのCs線源をイメージャーから3m離れた位置に設置した場合、約10
の角度分解能で撮像できることがわかった。これらの結果は、我々の新しい方法が既存のガンマ線イメージング技術と同等以上の性能を有することを示唆している。この撮像法の応用としては、原子力発電所の廃止措置、核医学、セキュリティ、天文学などが考えられる。
渡辺 賢一*; 須貝 優介*; 長谷川 創大*; 人見 啓太朗*; 野上 光博*; 篠原 武尚; Su, Y. H.; Parker, J. D.*; Kockelmann, W.*
Sensors and Materials, 36(1), p.149 - 154, 2024/01
被引用回数：2 パーセンタイル：53.92(Instruments & Instrumentation)Thallium bromide (TlBr) semiconductor detectors are promising candidates for high-detection-efficiency, high-energy-resolution, and room-temperature gamma-ray spectrometers. In this study, we conducted neutron Bragg dip and electron backscatter diffraction (EBSD) imaging of TlBr crystals to measure the crystal orientation distribution. We confirmed that crystal grains were continuous over a certain distance along the solidification direction for samples fabricated with the current growth procedure.
北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
KEK Proceedings 2022-3, p.46 - 53, 2023/01
街灯の光で夜道に映し出された自分の影の向きや形から街灯の位置を予想することができる。この考えをガンマ線イメージャーに応用したものはCoded apertureとして知られている。今回、立体的な遮蔽とシンチレータ結晶配置を持ったCoded Cube Camera - POrtable (C3PO)を発案した。C3POは鉛、シンチレータ、空乏でできたキューブを333のルーリックキューブ状にランダムに配置したもので、各シンチレータの出力は3次元影模様を作り出す。三次元影からアンフォールディングによって線源方向分布にもどる。今回、Geant 4を用いたシミュレーションでその特性や実現可能性を検討した。
林 寛子*; 城戸 寛子*; 黒澤 亮平*; 曽根 浩一郎*; 野上 光博*; 北山 佳治; 人見 啓太朗*; 鳥居 建男*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の建屋内作業環境には、空間線量率が高い場所が多数存在し、廃炉の円滑な推進に影響を与えている。そこで、線源分布の全体像を俯瞰するために、床付近だけでなく、天井側も含めた縦方向も測ることができる小型軽量の指向性検出器の開発を行っている。指向性検出器の多地点観測データを用いた3次元空間内での線源位置探査手法の検討について報告する。
野上 光博*; 北山 佳治; 人見 啓太朗*
no journal, ,
これまで我々は次世代の半導体材料であるTlBrを用いた様々な検出器を開発してきた。中でも薄膜検出器は医療応用の観点から重要なテーマであった。今回、新たに導入した装置を用いて薄膜技術を向上し、その結果検出器応答も敏感になったため、その内容を報告する。
渡辺 賢一*; 人見 啓太朗*; 野上 光博*; 前田 茂貴; 尾鍋 秀明*
no journal, ,
臭化タリウム(TlBr)は、ガンマ線スペクトロメータとして魅力的な化合物半導体である。TlBr検出器は優れたエネルギー分解能を示しているが、これらの結果は比較的小さな結晶検出器から得られたものである。TlBr開発の次の段階は、検出器のサイズを大きくし、検出器生産の歩留まりを改善することである。これまで、中性子回折法の一つである中性子ブラッグディップイメージングを用いてTlBrの結晶性を評価してきた。本研究では、直径50mm、厚さ12mmの大きなTlBr結晶ウェーハを用意し、中性子ブラッグディップイメージングにより、この大型結晶の品質を評価した。大きなTlBr結晶の中心領域は、均一でよく結晶方位が整列していることが確認された。今後の課題として、この大きな結晶のさまざまな位置で、検出器特定である移動度・寿命積などの電気的特性を評価する必要がある。
野上 光博*; 北山 佳治; 人見 啓太朗*; 高田 英治*; 鳥居 建男*; 石井 慶造*
no journal, ,
シンチレータと多面体ガンマ線遮蔽体からなる多面体型指向性検出器の開発に取り組んでいる。現在までに、LYSO(Ce)シンチレータと多面体型鉛アンチモン遮蔽体を組み合わせた多面体型検出器の製作を行い、またその評価を実施している。本発表では、それら詳細について報告を行う。
field of view gamma-ray imaging method北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
no journal, ,
In the present study, we devised a new gamma-ray imaging technique (Three-Dimentional Shadow Method: TDSM) that uses three-dimensional shadows of gamma rays. This technique is based on the fact that the three-dimensional shading of gamma-ray flux, which is uniquely determined by the direction of gamma-ray irradiation, is generated by randomly arranging shields in space. In this study, we developed a new prototype gamma-ray imager (Coded Cube Camera for Gamma-ray: C3G) and performed 4 gamma-ray imaging experiments targeting a Cs source. C3G is a gamma-ray imager designed to apply TDSM, consisting of 8 GAGG (Ce) scintillator cubes, 18 lead cubes, and one empty cube randomly arranged in a Rubik's cube configuration. The size of each cube is 10 mm 10 mm 10 mm; the entire C3G is 86 mm 86 mm 86 mm and weighs about 600 g. The experiments were conducted indoors and outdoors under the condition that the 10 MBq Cs source was placed at a 3 m from the C3G. As a result, it was experimentally confirmed that 4 imaging could be performed by the C3G with an angular resolution of approximately 10 degrees. This result suggests that the performance of our proposed method is equivalent to or better than that of the existing imaging methods. Further development of this technique is expected to significantly contribute to decommissioning, decontamination, nuclear medicine, astronomy, etc.
北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
no journal, ,
空間に無作為に配置した複数の遮蔽体によって、測定環境のガンマ線フラックス場を局所的に変調し、その三次元的なフラックス強度パターンからガンマ線源分布を推定する、新しいガンマ線イメージング手法を開発している。これまで、本手法を利用したガンマカメラであるC3Gを製作し、単一線源を用いたイメージング実験を実施してきた。本研究では、線・面状分布を持ったガンマ線源に対してのイメージングについてシミュレーションによる評価を行った。長さ2m, 4m, 6mの線状線源、また一片の長さが2m, 4m, 6mの正方形線源を3m先に置いた状況を仮定した。Cs (662keV)と
Co (122keV)の二核種をターゲットとした。その結果、分布線源の形状に応じたイメージング結果が得られることを確認した。また、ガンマ線のエネルギーによってイメージング精度に差が出ることも分かった。
伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海
no journal, ,
高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を分離・回収するために調製したシリカ担持型吸着材の放射線照射条件下での吸着保持性能を評価するために、PGMsを飽和まで吸着させた吸着材の
線照射実験を行った。その結果、吸収線量350kGyまではすべてのPGMsの保持率が97%以上であり、特にプロセスでの吸着対象である2価パラジウムPd(II)の保持率が99%以上であったことから、積算線量100kGy未満である実際の放射線環境下で吸着材は十分に適用できることがわかった。
前田 茂貴; 野上 光博*; 伊藤 主税; 渡辺 賢一*; 人見 啓太朗*
no journal, ,
原子力プラント内で利用可能なポータブル高分解能ガンマ線スペクトロメーターの開発を進めている。背景,目標設定等の研究計画を概説し、具体的なアプリケーションとして高速炉燃料破損検出のためのOLGMへの適用可能性、要求される性能について検討した。
野上 光博*; 人見 啓太朗*; 伊藤 主税; 椿山 邦見*; 渡辺 賢一*; 前田 茂貴
no journal, ,
TlBr検出器はエネルギー分解能の向上や大体積化に関する研究が多くなされる一方で、長期安定性に関する評価はほとんどされてこなかった。そこで、本研究では実際の原子力プラントへの適用を想定して、約2000時間連続動作させた際のTlBr検出器の長期安定性の評価を行なった。
渡辺 賢一*; 椿山 邦見*; 人見 啓太朗*; 野上 光博*; 伊藤 主税; 前田 茂貴
no journal, ,
検出器性能の向上に向けた検討の一環として、中性子回折法のひとつである中性子ブラッグディップイメージング法を用いてTlBr結晶の結晶性評価を行った。
北山 佳治; 野上 光博*; 人見 啓太朗*
no journal, ,
街灯によって夜道に映し出された自分の影の数や形,濃淡をよく観察すると、街灯の数と方向を推測することができる。これをガンマ線イメージングに応用した例として、コーデッドマスクがよく知られている。コーデッドマスク方式のガンマ線イメージャーは、コーデッドマスクと呼ばれる複数の穴の開いた金属板によって、位置敏感型検出器上に映し出されたガンマ線の影模様から、光源、すなわちガンマ線源の方向と数を推定するものである。本研究はこの考えを三次元的に拡張し、符号化立体が作る三次元的な影模様を計測することで、4方向の視野を持ったガンマ線イメージャーの実現を目指すものである。ガンマ線の作る三次元影という新しい概念を導入することで、既存のガンマ線イメージャーの抱えていた多くの欠点を克服でき、将来的に様々な応用可能性を持ったガンマ線イメージング手法が実現できる可能性が示された。
人見 啓太朗*; 前田 茂貴; 野上 光博*; 伊藤 主税; 渡辺 賢一*
no journal, ,
本研究において厚さ2cmのピクセル化されたTlBr検出器を製造した。直径50mmのTlBr結晶は、ゾーン精製された材料を使用してBridgman-Stockbarger法によって成長させた。ピクセル化されたTlBr検出器は、20mm 20mm 20mmの寸法で成長した結晶から製造した。平面カソードおよびピクセル化アノードは、Tlの真空蒸着によって結晶上に構築された。アノードは、ガードリングで囲まれた16ピクセルの電極(3mm 3mm)で構成した。電荷に敏感なプリアンプがデバイスのピクセル電極に接続した。プリアンプからの出力信号はデジタイザーで記録した。取得した信号波形は、パルス高さスペクトルを取得するために、イベントごとにPCイベントで分析した。ピクセル化されたTlBr検出器の陰極表面に、室温でAm-241ガンマ線源を照射した。陰極に印加されたバイアス電圧は2000Vである。59.5keVのガンマ線に対応する明確な全エネルギーピークが検出器から得られた。59.5keVのガンマ線の明確な全エネルギーピークは、TlBr結晶の優れた電子輸送特性を示している。
渡辺 賢一*; 野上 光博*; 人見 啓太朗*; 前田 茂貴
no journal, ,
臭化タリウム(TlBr)は、ガンマ線検出器にとって魅力的な半導体である。TlBr検出器は優れたエネルギー分解能を示すが、これらの結果は小さな結晶から得られたものである。TlBr開発の次のステップは、検出器のサイズを大きくし、検出器の生産の歩留まりを向上させることである。このため、検出器製造の歩留まりを向上させるための結晶品質評価手順を確立することを目標としている。結晶品質の評価方法として、中性子回折法に基づく中性子ブラッグディップイメージングと電子後方散乱回折を適用した。両方の手法で得られた結果を比較したところ、ほぼ同じ情報が得られた。TlBr結晶品質は、両方の手法を補完的に組み合わせることで効率的に評価できると結論付けた。
伊藤 辰也; Kim, S.-Y.*; Xu, Y.*; 人見 啓太朗*; 石井 慶造*; 永石 隆二; 木村 貴海
no journal, ,
高レベル放射性廃液(HLLW)中に含まれる白金族元素(PGMs)を効率よく分離・回収できるシリカ担持型吸着材の耐放射線性及び放射線照射場での吸着特性を調査するために、線照射下で模擬廃液を用いたバッチ吸着試験を行い、その特性について検討した。その結果、吸着材への廃液中のPdの吸着は未照射下の場合と同様に、2時間以内に平衡に達し、その吸着率は99%以上であった。また、照射開始から20時間経過してもPdの吸着率が減少しないことから、積算吸収線量が100kGy程度の範囲では、Pdが吸着するシリカに担持した抽出剤の分解溶出はほとんどないことがわかった。
野上 光博*; 北山 佳治; 人見 啓太朗*; 田村 雄介*; 金子 慎一郎*; 高田 英治*; 鳥居 建男*
no journal, ,
ガンマ線源分布を調査するための指向性検出器の開発に取り組んでいる。ロボットに搭載することを前提に開発を行っているため、重量やサイズに制限がある中で、シンチレータとガンマ線遮蔽体として鉛アンチモンを採用した多面体型指向性検出器を製作し、その評価を実施している。本発表では、それらの詳細についての報告を行う。
