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論文

A 64$$times$$64 cm$$^{2}$$ area position-sensitive scintillation neutron detector as an alternative to helium-3 gas based detector

中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨

Proceedings of 2015 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC 2015), Vol.1, p.680 - 683, 2016/11

https://doi.org/10.1109/NSSMIC.2015.7581899

波長シフトファイバとシンチレータを用いた検出器技術を基にして64$$times$$64cm$$^{2}$$の大面積を有する2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。ピクセルサイズは大面積カバーに相当する20$$times$$20mm$$^{2}$$に設計している。シンチレーション光は波長シフトファイバの両端から読み出す工夫を施している。プロトタイプ検出器による性能試験の結果、1.8${AA}$波長の中性子に対する検出効率は約40%であり中サイズの有感面積(32$$times$$32cm$$^{2}$$)であるものと同様であることを確認した。

論文

Development of position-sensitive scintillation neutron detectors at J-PARC/MLF

中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 本田 克徳; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

JAEA-Conf 2015-002, p.391 - 398, 2016/02

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2015-002

J-PARC/MLFの中性子散乱実験装置用として開発してきた位置敏感型シンチレータ中性子検出器の成果をレビューする。当該検出器は主としてクリアファイバおよび波長シフトファイバとZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータあるいはZnS/LiFシンチレータを用いて構成される。中性子検出面積やピクセルサイズ等の検出器仕様は装填される装置ごとに異なり、とくに波長シフトファイバを用いた検出器ではその設計柔軟性を生かしてファイバ直径やファイバピッチ等が最適設計されている。発表ではこれまで開発してきた検出器の紹介に加えて$$^{3}$$He代替検出器や将来の装置のための検出器の開発ついても議論したい。

論文

An Empirical formula for calculating the spatial resolution of a wavelength-shifting fibre detector coupled with a ZnS/$$^{6}$$LiF scintillator for detecting thermal neutrons

中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

Journal of Instrumentation (Internet), 9(11), p.C11020_1 - C11020_7, 2014/11

https://doi.org/10.1088/1748-0221/9/11/C11020
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Instruments & Instrumentation)

ZnS/$$^{6}$$LiFを用いた波長シフトファイバ型2次元シンチレータ中性子検出器において、シンチレータ内および波長シフトファイバ層内でのシンチレーション光の散乱による空間分解能の劣化寄与割合を分離測定により明らかとし、当該検出器の空間分解能を記述する実験式を導出した。得られた表式は試験検出器の空間分解能をよく再現することを示しその有効性を確認した。

論文

Development of a wavelength-shifting-fibre-based scintillator neutron detector as an alternative to $$^{3}$$He at J-PARC/MLF

中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 美留町 厚; 海老根 守澄; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

Journal of Physics; Conference Series, 528, p.012042_1 - 012042_7, 2014/07

BB2013-0545.pdf:1.03MB

https://doi.org/10.1088/1742-6596/528/1/012042
 被引用回数：5 パーセンタイル：86.04(Optics)

J-PARC/MLFではヘリウム3代替検出器としてシンチレータと波長シフトファイバを用いた2次元中性子検出器を開発している。本検出器はパルス中性子を用いた非弾性散乱実験装置での使用が目的である。本用途では位置分解能はリラックスしたものでよいが高い検出効率,低い$$gamma$$線感度,バックグランド計数が要求される。われわれはJ-PARC/MLFのSENJU装置用の検出器をもとに、検出面積32$$times$$32cm、ピクセルサイズ20$$times$$20mmの検出器を開発した。発表ではSENJU検出器との比較から本検出器の性能について議論する。

論文

Neutron-sensitive ZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$ ceramic scintillator detector as an alternative to a $$^{3}$$He-gas-based detector for a plutonium canister assay system

中村 龍也; 大図 章; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 鈴木 浩幸; 本田 克徳; 美留町 厚; 海老根 守澄; 山岸 秀志*; 高瀬 操; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 763, p.340 - 346, 2014/05

https://doi.org/10.1016/j.nima.2014.05.049
 被引用回数：3 パーセンタイル：25.15(Instruments & Instrumentation)

ヘリウム3ガス検出器の代替としてプルトニウム検認装置用に使用できるZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータ検出器を開発した。当該検出器はZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータを矩形状の光伝搬筐体内に対角配置しその両端に設置した光電子増倍管により中性子誘起の発光を収集するものでモジュラー構造を有する。有感面積30mm$$times$$250mmをもつプロトタイプ検出器を試作し、中性子感度21.7-23.4$$pm$$0.1cps$$/$$nv(熱中性子)、$$gamma$$線感度1.1-1.9$$pm$$0.2$$times$$10$$^{-7}$$($$^{137}$$Cs)、計数均一性$$<$$6%、温度計数-0.24$$pm$$0.05%/$$^{circ}$$C(20-50$$^{circ}$$C)の性能を確認した。

論文

A Position-sensitive tubular scintillator-based detector as an alternative to a $$^{3}$$He-gas-based detector for neutron-scattering instruments

中村 龍也; 片桐 政樹*; 藤 健太郎; 本田 克徳; 鈴木 浩幸; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 741, p.42 - 46, 2014/03

https://doi.org/10.1016/j.nima.2013.12.043
 被引用回数：7 パーセンタイル：44.20(Instruments & Instrumentation)

ヘリウム3ガス検出器の代替として管形状を有する位置敏感型のシンチレータ中性子検出器を提案する。当該検出器の一要素はロールされたZnS/$$^{6}$$LiFによりコイル状の波長シフトファイバを挟み込んだ構造(SFCエレメント)を持ち、これを同一軸上に多数配置しアルミ管内に設置して1次元検出器が構成される。64エレメント、ピクセルサイズ22$$times$$20mmであるプロトタイプ機を製作し中性子検出原理、位置敏感性を実証することに成功した。

論文

A Scintillator-based detector with sub-100-$$mu$$m spatial resolution comprising a fibre-optic taper with wavelength-shifting fibre readout for time-of-flight neutron imaging

中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 本田 克徳; 鈴木 浩幸; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 737, p.176 - 183, 2014/02

https://doi.org/10.1016/j.nima.2013.11.034
 被引用回数：15 パーセンタイル：69.83(Instruments & Instrumentation)

A scintillator-based neutron-counting imaging detector with a sub-100-$$mu$$m spatial resolution was developed for energy-selective neutron imaging. The detector head of the detector comprised a thin ZnS/$$^{6}$$LiF scintillator screen, a fibre-optic taper and crossed wavelength-shifting (WLS) fibre arrays. The developed detector had a pixel size of 34 $$mu$$m $$times$$ 34 $$mu$$m, and exhibited spatial FWHM resolutions of 80 $$mu$$m and 61 $$mu$$m in the x and y directions, respectively. A small prototype detector demonstrated the capability of neutron imaging using Bragg edges of a Cu/Fe sample when using the pulsed-neutron source in the Materials and Life Science Experimental Facility at the Japan Proton Accelerator Research Complex.

論文

A Time-of-flight neutron imaging detector using ZnS/$$^{6}$$LiF scintillator and wavelength shifting fibers with high spatial resolution and with low gamma-ray sensitivity

中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 本田 克徳; 美留町 厚; 海老根 守澄; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

Proceedings of 2014 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference; 21st International Symposium on Room-Temperature Semiconductor X-ray and $$gamma$$-ray detectors (NSS/MIC 2014), p.1751 - 1753, 2014/00

https://doi.org/10.1109/NSSMIC.2014.7431170

飛行時間型中性子イメージングのための高位置分解能、低$$gamma$$線感度である2次元シンチレータ検出器を開発した。検出器はZnSシンチレータ,波長シフトファイバ,光学拡大素子から構成される。開発した検出器は100ミクロン以下の高位置分解能、10$$^{-7}$$以下の低$$gamma$$線感度を実現した。発表ではJ-PARC/MLFでの飛行時間型の中性子イメージング性能の実証結果も報告する。

論文

Evaluation of angular dependence of neutron detection efficiencies of ZnS scintillator detectors

中村 龍也; 藤 健太郎; 川崎 卓郎; 本田 克徳; 鈴木 浩幸; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

Proceedings of 2013 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (2013 NSS/MIC), Vol.4, p.2367 - 2369, 2013/00

https://doi.org/10.1109/NSSMIC.2013.6829650

硫化亜鉛蛍光体を用いた中性子検出器における検出効率の中性子入射角度依存性を評価した。中性子波長(1-8${AA}$)と入射角度をパラメータとし、J-PARCのパルス中性子を用いて実験的に評価した。試料としてZnS/$$^{6}$$LiFとZnS/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$シンチレータを用いた。測定したそれぞれの試料(厚さは0.45と0.20mm)において中性子検出効率はいづれも3${AA}$以下で入射角度の増加とともに増大することがわかった。発表では実験結果とモデル計算の比較結果について報告する。

論文

Development of a 13T-46kA Nb$$_{3}$$Sn conductor and central solenoid model coils for ITER

高橋 良和; 安藤 俊就; 檜山 忠雄; 中嶋 秀夫; 加藤 崇; 杉本 誠; 礒野 高明; 押切 雅幸*; 河野 勝己; 小泉 徳潔; et al.

Fusion Engineering and Design, 41(1-4), p.271 - 275, 1998/09

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00236-1
 被引用回数：4 パーセンタイル：37.98(Nuclear Science & Technology)

原研において、ITER-EDAのもと、中心ソレノイド(CS)モデル・コイルを開発している。本コイル閉導体は、Nb$$_{3}$$Snが用いられ、ほぼ完成しつつある。導体接続部、熱処理及び巻線技術のR&Dが行われ、それぞれの技術が確立された。これを踏まえて、外層モジュール(8層)の最初の1層の巻線が完成した。本コイルは、1998年に完成し、原研の試験装置において実験が行われる予定である。

口頭

He-3代替固体シンチレータ型中性子検出器の開発,1; 矩形型及びWLSF型シンチレータ検出器の基礎特性

中村 龍也; 大図 章; 藤 健太郎; 海老根 守澄; 美留町 厚; 鈴木 浩幸; 本田 克徳; 高瀬 操; 倉田 典孝; 春山 満夫; et al.

no journal, , 

J-PARCでこれまでに開発してきたシンチレータ中性子検出器の技術を用いて核セキュリティ用途に適したヘリウム-3代替中性子検出器を開発している。中性子有感固体シンチレータと光電子増倍管からなる矩形型検出器、及び波長シフトファイバで光読み出しを行うWLSF型の検出器を試作した。それら検出器の概要と基礎検出器特性の評価結果について報告する。

口頭

J-PARC中性子回折装置用シンチレータ検出器の開発; サブ100ミクロンの位置分解能をもつ飛行時間型2次元シンチレータ中性子検出器

中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

no journal, , 

J-PARCのパルス中性子を用いたエネルギー選別型イメージングのため高位置分解能、低$$gamma$$線感度である2次元シンチレータ検出器を開発した。検出器ヘッドはZnSシンチレータ、波長シフトファイバ、光学拡大素子から構成される。開発した検出器は100ミクロン以下の高位置分解能、10$$^{-7}$$以下の低$$gamma$$線感度を実現した。発表ではJ-PARC/MLFでの飛行時間型の中性子イメージング性能の実証結果も合わせて報告する。

口頭

J-PARCたんぱく質専用中性子回折装置用シンチレータ検出器の開発,2; 重心演算FPGA回路の開発とプロトタイプ検出器への適用

海老根 守澄; 中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 美留町 厚; 坂佐井 馨

no journal, , 

J-PARCのたんぱく質専用中性子回折装置には高精度・小ピクセルでの中性子位置検出が要求される。このためシンチレータ・波長シフトファイバ検出器に適したフォトンカウンティング用重心演算FPGA回路を開発した。発表では回路の詳細とプロトタイプ検出器へ適用した結果について報告する。

口頭

J-PARCたんぱく質専用中性子回折装置用シンチレータ検出器の開発,1; 2.5mm位置分解能をもつ大面積型2次元検出器の特性評価

中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨

no journal, , 

J-PARCに設置予定のたんぱく質専用中性子回折装置のための2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。検出器は当該装置に要求される位置分解能とカバーを達成するよう設計されている。試作した検出器は2.5mmの位置分解能で32$$times$$32cmの中性子有感面積をもつ。発表では$$gamma$$線感度等、検出器の性能試験結果について報告する。

口頭

Development of position-sensitive scintillation neutron detectors in J-PARC/MLF

中村 龍也; 藤 健太郎; 本田 克徳; 海老根 守澄; 美留町 厚; 坂佐井 馨; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

no journal, , 

J-PARC/MLFの中性子散乱実験装置用として開発してきた位置敏感型シンチレータ中性子検出器の成果をレビューする。当該検出器は主としてクリアファイバおよび波長シフトファイバとZnS/B$$_{2}$$O$$_{3}$$セラミックシンチレータあるいはZnS/LiFシンチレータを用いて構成される。中性子検出面積やピクセルサイズ等の検出器仕様は装填される装置毎に異なり、とくに波長シフトファイバを用いた検出器ではその設計の柔軟性を最大限に生かしファイバ直径やファイバピッチ等のパラメータが最適設計されている。発表ではこれまで開発してきた検出器の紹介に加え$$^{3}$$He代替検出器や将来の中性子散乱実験装置のための検出器開発に関しても議論する。

口頭

J-PARC中性子回折装置用シンチレータ検出器の開発,1; たんぱく質専用中性子回折装置用中位置分解能検出器の検討

中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 本田 克徳; 海老根 守澄; 美留町 厚; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

no journal, , 

J-PARCに設置されるたんぱく質専用中性子回折装置のための2次元シンチレータ中性子検出器の開発を開始した。発表では当該検出器への要求性能や試作検出器の基礎実験結果について報告する。

口頭

J-PARC中性子回折装置用シンチレータ検出器の開発,3; 高位置分解能を目指したRPMT用信号読み出し・処理系の開発

美留町 厚; 海老根 守澄; 中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 本田 克徳; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

no journal, , 

J-PARCの中性子反射率測定に使用する高位置分解能の2次元シンチレータ検出器を開発している。中性子有感シンチレータ/位置敏感型PMT検出器のための信号読み出し・処理系を開発した。発表では開発したシステムの詳細について報告する。

口頭

J-PARC中性子回折装置用シンチレータ検出器の開発,2; 重心演算/内挿法を適用したフォトンカウンティング用信号処理回路

海老根 守澄; 美留町 厚; 中村 龍也; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 本田 克徳; 曽山 和彦; 片桐 政樹*

no journal, , 

J-PARCのたんぱく質専用中性子回折装置では高精度の中性子位置検出が要求される。シンチレータ・波長シフトファイバ型検出器の実効ピクセルを小サイズ化するため重心演算/内挿法を適用したフォトンカウンティング用信号処理回路を開発したのでその試験結果を報告する。

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