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論文

Rod-shaped pulse shape discrimination plastic scintillation detectors applied for neutron source direction survey

小泉 光生; 持丸 貴則*; 弘中 浩太; 高橋 時音; 山西 弘城*; 若林 源一郎*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1042, p.167424_1 - 167424_6, 2022/11

https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.167424
 被引用回数：2 パーセンタイル：53.91(Instruments & Instrumentation)

文部科学省核セキュリティ強化等補助事業の下、広域における核・放射性物質検知技術開発を進めている。出力波形によってガンマ線と中性子を弁別できる棒状のプラスチックシンチレーション検出器を用いることにより、核物質等からの高速中性子を比較的低いバックグラウンドで検知するための装置を開発した。この装置は、2本の検出器とポリエチレンモデレーターを組み合わせたもので、回転させて、中性子源の方向を特定することができる。本論文では、PuBe線源からの高速中性子を測定した実験結果をもとに、シミュレーションの結果と合わせて、検出器および検出器システムの性能を報告し、迅速に放射線源の方向を探索する手法を提案する。

論文

核セキュリティのための中性子検出器開発

小泉 光生; 高橋 時音; 弘中 浩太; 持丸 貴則*; 山西 弘城*; 若林 源一郎*

令和2年度近畿大学原子炉利用共同研究等経過報告書, p.76 - 80, 2021/12

核物質や放射性物質をばら撒くことを目的としたRDD(Radiological Dispersal Device)が、大規模イベント会場などで使用されることを未然に防止するため、透過力が高く遮蔽が難しい高速中性子に注目し、これを検出することにより、核物質や中性子源の放出源を探知する検出器開発を開始した。高速中性子検出器としては、ガンマ線と中性子との発光減衰時間が異なることを利用して、波形から放射線の種類を区別する波形弁別PSD(Pulse Shape Discrimination)ができる、プラスチックシンチレータ(EJ-276)を導入した。中性子を選択的に計数することができるため、環境ガンマ線のバックグラウンドを抑制した信号・ノイズ比(S/N)の高い測定により、中性子に高い感度のある測定が期待できる。近大炉においては、原子炉起動用Pu-Be中性子線源を用いて、製作した長尺のEJ-276プラスチックシンチレータを用いた試験を行いった。検出器単体による中性子・ガンマ線弁別能力試験を行った結果、EJ-276により、環境ガンマ線の影響を抑えた中性子の測定が可能であることが確認できた。開発した長尺の検出器は、角度依存性を持つため、中性子線源の探知に利用できると考えられる。そこで、検出器の角度依存性を単体、及び、検出器2台とポリエチレンブロックとを組み合わせた体系で実験を行った。中性子検出の角度依存性を評価した結果、中性子線源の探知に利用できる可能性を示すことができた。

論文

液体シンチレーション計測における$$alpha$$、$$beta$$弁別

桑原 潤; 清水 勇

Radioisotopes, 47(3), p.222 - 225, 1998/03

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.47.222

液体シンチレーションカウンタを用いた$$alpha$$、$$beta$$弁別について、放射線管理計測での応用例及び最近の$$alpha$$スペクトロメトリ技術について紹介した。尿試料を対象とした内部被ばく検査への適用例について、適切なディスクリミネータ値の設定法の考察、検出下限値及びFigure of Meritの通常用いられている比例係数管との比較を行った。また、ユニークなシンチレーション検出部を有する測定器及び抽出シンチレーションを使用することにより可能となった、波形弁別技術を用いた$$alpha$$線スペクトロメトリについて解説した。

論文

Development of Phoswich detectors for simultaneous counting of alpha particles and other radiations (Emitted from actinides)

臼田 重和; 安田 健一郎; 桜井 聡

Applied Radiation and Isotopes, 49(9-11), p.1131 - 1134, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0969-8043(97)10033-1
 被引用回数：13 パーセンタイル：70.95(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

核燃料サイクル施設で問題となるアクチノイド核種の殆どが$$alpha$$崩壊する。このアクチノイドを対象に、$$alpha$$線を含む放射線の同時計数が可能な数種類のホスウィッチ検出器を開発した。これらはそれぞれの放射線に選択的感度と異なる減衰時間を有する複数のシンチレータから構成され、波形弁別法により同時計測を行う。用いた主なシンチレータは、$$alpha$$線計数用のZnS(Ag)、$$beta$$($$gamma$$)線計数用のNE102A、$$gamma$$線計数用のNaI(Tl)及びYAP、熱中性子と$$beta$$($$gamma$$)線計数用の$$^{6}$$Liガラス及び$$^{6}$$LiI(Eu)、速中性子と$$beta$$線計数用のアントラセン等である。さらに、ZnS(Ag)出力パルスの波高及び波形への光学フィルターの効果を調べることにより、これを利用したホスウィッチ検出器も開発した。本発表では、開発した一連のホスウィッチ検出器の特性とその応用例について述べる。

報告書

液体シンチレーション計測法を用いたプルトニウム241の測定法の検討と環境試料への適用

渡邊 美紀*; 天野 光

JAERI-Research 97-016, 28 Pages, 1997/03

JAERI-Research-97-016.pdf:1.18MB

液体シンチレーションカウンター(LSC)を用いて$$alpha$$線及び$$beta$$線からのパルスを全て測定する従来の測定法は簡便ではあるが、バックグラウンド計数(BG)が高い等の欠点を有する。一方、$$alpha$$線及び$$beta$$線によるパルスの立ち上がり時間の違いを利用する$$alpha$$-$$beta$$線分別法は、バックグラウンド計数を減少させるため、分析目標値を低減する方法として有用である。本研究では、環境試料中に含まれる超ウラン元素のうち、長期にわたる影響が考えられる$$^{241}$$Amの親核種で$$beta$$線放出核種である$$^{241}$$Puを取り上げ、LSCによる$$alpha$$-$$beta$$線分別法を用いた簡便で精度の高い測定法の検討を行った。測定液量の異なる二種の液体シンチレーションカウンターの測定精度の比較、従来の測定手法と$$alpha$$-$$beta$$線分別法における測定比較を行い、それぞれの装置及び測定法の特性を明らかにし、$$^{241}$$Pu測定に最適な測定条件を調べた。

論文

Development of a directional neutron detector for neutron emission profile monitor

金子 純一; 片桐 政樹; 池田 裕二郎; 荒 克之; 井口 哲夫*; 中沢 正治*

KEK-Proceedings 96-4, 0, p.259 - 263, 1996/07

一般的な中性子発生プロファイルモニターでは、巨大な中性子マルチチャンネルコリメータが必須のため、空間的制限の多い炉心近傍に十分な数の視線数・視点数を確保することが難しい。そのため中性子発生密度分布再構成結果が精度的に問題をもつことが有る。本研究では検出器自体に指向性を持たせ、積極的に中性子マルチチャンネルコリメータを省略又は大幅な小型・計量化をはかる方法を実験的に検討した。検出器を試作し、2.4-MeV、核分裂、14-MeV中性子に対する応答関数測定を行った結果、本検出器が指向性を持つことを確認した。14-MeV中性子に対してはエネルギーしきいを設けるだけですみ、2.4-MeV、核分裂中性子に対して立ち上り波形弁別により反跳陽子信号を高$$gamma$$線ノイズ中から分離出来た。

論文

Spallation neutron measurement by the time-of-flight method with a short flight path

中本 建志*; 石橋 健二*; 松藤 成弘*; 執行 信寛*; 前畑 京介*; 明午 伸一郎; 高田 弘; 千葉 敏; 沼尻 正晴*; 中村 尚司*; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 32(9), p.827 - 833, 1995/09

https://doi.org/10.3327/jnst.32.827
 被引用回数：30 パーセンタイル：92.13(Nuclear Science & Technology)

0.8~1.5GeVの陽子をC及びPbターゲットに入射した場合の中性子生成二重微分断面積測定方法をテストした。テスト実験では、飛行距離1m、でfA程度のビーム強度という条件で、液体シンチレータを用いた飛行時間法によって中性子を測定し、短い飛行距離のためにバックグランド中性子量を十分低く抑えることができ、また、中性子と$$gamma$$線のパルス波形弁別にはゲート積分法が適することがわかった。実験の結果、中性子のエネルギーが100MeVまでの領域の断面積データが許容できるエネルギー分解能で得られた。今回の0.8GeV陽子入射の結果は長い飛行距離で得られた他のデータと一致した。本実験を通して、スポレーション中性子の測定には、検出器のシールドを用いず、短い飛行距離での飛行時間法を行うことが適していることが分かった。

論文

$$alpha$$$$beta$$波形弁別法による微弱$$alpha$$放射能測定; 測定法とその特性

野口 正安; 佐藤 兼章*; 樋口 英雄*

Radioisotopes, 33(12), p.835 - 840, 1984/00

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.33.12_835

微弱$$alpha$$放射能測定を目的として、液体シンチレータを用いた$$alpha$$$$beta$$波形弁別法について検討した。ライズタイム分析法を用いて、波形弁別能がすぐれ、かつ、安価に調合できる新しいシンチレータが開発された。Figure of Merit値が3.5以上、エネルギー分解能が9%以下という性能が得られた。バックグラウンド計数率は、10mlの試料に対して0.013cpm/MeVであった。応用として、環境試料中の$$^{2}$$$$^{2}$$$$^{6}$$Raおよび$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$$$^{+}$$$$^{2}$$$$^{4}$$$$^{0}$$Puおよび空気中$$alpha$$放射性物質の分析を行い、よい結果を得た。この方法の長所は、試料調製が容易なこと、検出効率が高いこと、バックグラウンドが低いこと、$$alpha$$線スペクトロメトリーが可能なこと等である。

論文

$$alpha$$$$beta$$波形弁別法による微弱$$alpha$$放射能測定; 環境試料分析への応用

佐藤 兼章*; 野口 正安; 樋口 英雄*; 北村 清司*

Radioisotopes, 33(12), p.841 - 846, 1984/00

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.33.12_841

液体シンチレータを用いた$$alpha$$$$beta$$線波形弁別法を環境試料中の$$^{2}$$$$^{2}$$$$^{6}$$Raと$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{9}$$$$^{+}$$$$^{2}$$$$^{3}$$$$^{6}$$Puの分析、およびろ紙試料中の$$alpha$$放射体の分析に適用した。測定装置は専用に作られた液体シンチレーション検出器と自動試料交換装置付の市販の液体シンチレーションカウンタに波形弁別回路を取り付けたもの2種類を用いた。バックグラウンド計数率は5~7MeVの範囲において、それぞれ0.01と0.04cpm/MeVであった。時間スペクトルの$$alpha$$$$beta$$分解能であるfigure of meritは5.7という高い値が得られた。

論文

Simultaneous utilization of neutrons and gamma-rays from $$^{2}$$$$^{5}$$$$^{2}$$Cf for measurement of moisture and density

富永 洋; 和田 延夫; 立川 登; 倉持 義徳*; 天野 豁*

Int.J.Appl.Radiat.Isot., 34(1), p.429 - 436, 1983/00

https://doi.org/10.1016/0020-708X(83)90142-4
 被引用回数：24 パーセンタイル：89.14(Nuclear Science & Technology)

$$^{2}$$$$^{5}$$$$^{2}$$Cf線源からの高速中性子及びガンマ線の透過を同時に利用し、パルス波形弁別能力のある有機シンチレータを用いて、それらを分離測定することにより、不均質大試料における水分・密度の計測を可能にする新しい方法の開発を行った。製鉄工程中のコークスに対して同法を適用し、そのオンライン試験を行った結果、通常型中性子水分計に比し水分測定の精度が数倍以上改善されることが明らかになった。

口頭

核・放射性物質探知のための中性子検出器開発

高橋 時音; 小泉 光生; 弘中 浩太; 木村 祥紀; 持丸 貴則*; 山西 弘城*; 若林 源一郎*

no journal, , 

文部科学省核セキュリティ強化等補助事業の下、広域における放射性物質検知技術開発を進めている。本プロジェクトでは、大規模公共イベント等において、核・放射性物質を用いたテロ行為等を未然に防ぐため、それらを広い範囲にわたってモニタリングし、迅速に検知するための技術・装置を開発する。その一環として、プラスチックシンチレータを使用した中性子検出器開発では、出力波形によってガンマ線と中性子を弁別可能なシンチレータを用いて、中性子源の方向を特定する検出器の開発を目指している。本発表では、ガンマ線,中性子に対する検出器の応答評価試験及び線源方向を推定するための基礎試験結果について報告する。

口頭

核・放射性物質探知のためのプラスチックシンチレーターを用いた中性子検出器開発

持丸 貴則*; 高橋 時音; 小泉 光生; 弘中 浩太; 加藤 圭吾*; 山西 弘城*; 若林 源一郎*

no journal, , 

文部科学省核セキュリティ強化等補助事業の下、広域における放射性物質検知技術開発を進めている。本プロジェクトでは、大規模公共イベント等において、核・放射性物質を用いたテロ行為等を未然に防ぐため、それらを広い範囲にわたってモニタリングし、迅速に検知するための技術・装置を開発する。その一環として、プラスチックシンチレータを使用した中性子検出器開発では、出力波形によってガンマ線と中性子を弁別可能なシンチレータを用いて、中性子源の方向を特定する検出器の開発を目指している。本発表では、ガンマ線,中性子に対する検出器の応答評価試験及び線源方向を推定するための試験結果について報告する。

口頭

Information sharing of nondestructive technological development projects implemented by the JAEA

小泉 光生

no journal, , 

原子力機構は、核不拡散・核セキュリティに資する非破壊分析技術開発を行っている。その下で行っている核共鳴蛍光分析技術開発では、レーザーコンプトン散乱(LCS)ガンマ線ビームを用い隠蔽された核物質を検知することを目的に、要素技術開発を進めている。また、広域かつ迅速な核・放射性物質検知技術開発では、核テロを未然に防ぐ技術として広い領域をサーベイするシステムを開発するため、その要素技術として携帯型ガンマ線・中性子検出器の開発や、これら検出器の状態を監視するシステムの開発等を進めている。本会合では、本プロジェクトの概要を説明し、その進捗や成果を報告する。

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