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論文

Construction of virtual reality system for radiation working environment reproduced by gamma-ray imagers combined with SLAM technologies

佐藤 優樹; 峯本 浩二郎*; 根本 誠*; 鳥居 建男

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 976, p.164286_1 - 164286_6, 2020/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Instruments & Instrumentation)

The Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS), operated by Tokyo Electric Power Company Holdings, Inc., experienced a meltdown as a result of a large tsunami caused by the Great East Japan Earthquake on March 11, 2011. At that time, it was necessary to understand the aspects of the decommissioning working environment inside the FDNPS, such as establishing how the radioactive substances were distributed across the site, for work to be done efficiently without exposure to large amounts of radiation. Therefore, virtual reality (VR) emerged as a solution. There have been previous reports done on a technique for visualizing the distribution of radioactive substances in three dimensions utilizing a freely moving gamma-ray imager combined with simultaneous localization and mapping (SLAM) technology. In this paper, we introduce imaging technologies for the acquisition of image data from radioactive substances and three-dimensional (3D) structural models of the working environment, using a freely moving gamma-ray imager combined with SLAM technology. For this research, we also constructed a VR system and displayed the 3D data in a VR space, which enables users to experience the actual working environment without radiation exposure. In creating the VR system, any user can implement this method by donning an inexpensive head-mounted display apparatus and using a free, or low-cost, application software.

口頭

遮蔽体を用いない指向性ガンマ線検出器の開発

北山 佳治; 寺阪 祐太; 佐藤 優樹; 鳥居 建男

no journal, , 

福島第一原子力発電所(1F)で働く作業員の安全確保のため、作業環境の放射性物質分布を測定できる技術が求められている。本研究では、既存のガンマ線イメージャーの欠点を補える新しいガンマ線イメージャーの開発に向けて、遮蔽体を必要としないガンマ線検出器の実現可能性をシミュレーションにより検討した。広範囲の放射性物質分布をイメージングする技術としてピンホールカメラとコンプトンカメラがある。ピンホールカメラは1イベントで線源方向を識別できるため、画像再構成が容易で今後定量測定に応用できる可能性がある。しかし遮蔽体を必要とするため総重量が重く遠隔測定には適さない。コンプトンカメラは遮蔽体を必要としないため小型軽量で遠隔測定が行える。しかし線源方向の推定に複数イベントが必要で、その際に描かれるコーンがノイズとなり画像のS/N比を下げている。我々は遮蔽体を必要としないピンホールカメラのような新しいガンマ線イメージャーを提案する。本研究では、その実現に必要となる遮蔽体を必要としない指向性ガンマ線検出器について、シミュレーションを用いて原理検証を行った。

口頭

小角コンプトン散乱を利用した遮蔽体を必要としない新しいガンマ線イメージャーの検討

北山 佳治; 寺阪 祐太; 佐藤 優樹; 鳥居 建男

no journal, , 

福島第一原子力発電所の作業員の安全確保のため、建屋内に飛散した放射性物質分布を可視化するガンマ線イメージャーの研究が国内外で積極的に行われている。ガンマ線イメージャーの一つであるコンプトンカメラは遮蔽体を用いないため小型軽量で建屋内の遠隔測定に適している。しかし単一イベントで線源の方向を特定できないため画像が不鮮明になるといった課題がある。本研究は、検出が困難であるため今までイメージングに用いられることの無かった小角コンプトン散乱を利用し検出器に指向性を出すことで、既存のガンマ線イメージャーの欠点を克服した新しい技術の開発を目指す。これまでにシミュレーションベースでの原理検証を行い検出器のジオメトリや得られる指向性に関してのデータを取得した。その結果、軟X線用Si検出器を散乱体として用いることで必要な指向性を確保できることがわかった。また、マルチピクセル化についても検討した。

口頭

小角コンプトン散乱を利用した指向性ガンマ線検出器に関するシミュレーションを用いた実現可能性の検討

北山 佳治; 寺阪 祐太; 佐藤 優樹

no journal, , 

小角コンプトン散乱を利用しガンマ線検出器に指向性を持たせるというアイデアの実現可能性を、モンテカルロシミュレーションGEANT4を用いて検証した。検出器は散乱体と吸収体で構成され、散乱体で検出したエネルギーからガンマ線の散乱角を推定する。この指向性検出器は軽量かつ放射能の定量評価が可能なガンマ線イメージャーへ応用できる。散乱体にSi、吸収体にBGOシンチレータを用いそれぞれに2.5keV、662keV$$pm$$32keVのエネルギー閾値を設け662keVのガンマ線を照射した。考慮する物理相互作用としてFTFP_BERT_LIV(標準的な電磁相互作用を網羅)を用いた。その結果、5度以下の散乱事象のみを選択的に検出することができ、約10度の指向性を得ることが可能であるとわかった。

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