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論文

Signal processing system based on FPGAs for neutron imaging detectors using scintillators

海老根 守澄; 片桐 政樹; 美留町 厚; 松林 政仁; 坂佐井 馨; 佐藤 節夫*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.429 - 432, 2004/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:88.24(Instruments & Instrumentation)

中性子散乱実験及びラジオグラフィーのために、シンチレータと波長シフトファイバを用いた中性子イメージ検出器を開発した。特に、高精度な中性子イメージ検出にはデータ収集システムに多チャンネルの信号処理が必要であるため、FPGAs(Field Programmable Gate Array)を用いて信号処理システムを開発した。イメージ信号処理においては64$$times$$64チャンネルイメージを扱うことを可能とするとともに、中性子入射位置の決定精度を上げるための機能を装備した。

論文

A Compact neutron detector using scintillators with wavelength shifting fibers by backside readout method

片桐 政樹; 松林 政仁; 坂佐井 馨; 中村 龍也; 海老根 守澄; 美留町 厚; Rhodes, N.*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.313 - 316, 2004/08

 被引用回数:11 パーセンタイル:35.68(Instruments & Instrumentation)

蛍光体/中性子コンバータ検出シートの背面に吸収波長帯の異なる二種類の波長シフトファイバを直交して配置し、中性子の入射位置を読み出す背面読み取り法を開発した。この背面読み取り法と直角に折り曲げた波長シフトファイバとを組合せることにより、コンパクト化を実現した中性子イメージ検出器を開発した。X軸及びY軸の位置分解能はそれぞれ0.6mmと0.7mmであった。この位置分解能性能は、従来のクロスド・ファイバ読み取り法とほぼ同じ性能であった。コンパクト化が可能となったことから、中性子散乱実験装置を製作するうえで大きな問題となっていたデッドスペースを小さくすることが可能となった。

論文

High-counting-rate and high-position-resolution neutron imaging detectors using short-lifetime phosphors with crossed-fiber readout

片桐 政樹; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 513(1-2), p.374 - 378, 2003/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:69.47(Instruments & Instrumentation)

短半減期蛍光体とクロスファイバー読み出し法を用いた高計数率・高位置分解能中性子イメージング検出器を開発した。蛍光体としてはY$$_{2}$$SiO$$_{5}$$、有機蛍光体などを用い中性子コンバータとしては7Li$$_{10}$$B$$_{4}$$O$$_{7}$$を用いる。冷中性子ラジオグラフィ施設を用いた中性子照射実験の結果、位置分解能0.6mmを維持したまま3Mcpsの高計数率中性子イメージングが可能であることを確認した。

論文

High counting rate two-dimensional neutron imaging method using rectangular scintillators with WLS fibers

藤 健太郎; 片桐 政樹; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 美留町 厚; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S1601 - S1603, 2002/12

 被引用回数:4 パーセンタイル:76.54(Materials Science, Multidisciplinary)

大面積/高計数率な中性子イメージングを目指してLiガラスシンチレータと波長シフトファイバを組み合わせた中性子イメージング検出法を開発した。検出器の構造は、Liガラスシンチレータの4つの側面に波長シフトファイバを配置しアレイ化した構造である。X軸及びY軸の位置はガラスシンチレータのそれぞれ相対する側面に配置されたファイバの同時計数が成立した場合に決定する方法を用いている。5mm$$times$$5mm$$times$$2mmtのLiシンチレータを4$$times$$4のアレイとした検出器を用いた基礎実験により、3Mcpsの中性子が入射してもリニアリティ良く中性子イメージングが可能であることを確認した。

論文

High position-resolution scintillation neutron-imaging detector by crossed-fiber readout with novel centroid finding method

片桐 政樹; 藤 健太郎; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 美留町 厚; 高橋 浩之*; 中澤 正治*

Applied Physics A, 74(Suppl.1), p.S1604 - S1606, 2002/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:72.55(Materials Science, Multidisciplinary)

高位置分解能/高計数率な中性子イメージングを目指して新しい中心位置決定法によるクロスファイバ読み取り法を用いた高位置分解能シンチレーション中性子イメージング検出法を開発した。検出器の構造は、シンチレータの上下の面にクロスした波長シフトファイバを配置した構造である。これまでは、中性子入射位置周辺で蛍光を検出したファイバのなかで最も蛍光の量が多いファイバの位置を入射位置としていた。考案された方法では、複数のファイバの同時計数を行い同時計数したファイバの中心の位置を中性子入射位置としている。この方法により、中心位置決定回路の簡易化を図りコストを削減するとともに高計数率化を可能とした。ZnS:Ag/LiFシンチレータを用いた基礎実験により、0.5mmの位置分解能が得られることを確認した。

報告書

放射線の空間分布計測手法に関する研究

not registered

PNC-TJ1602 93-005, 70 Pages, 1993/03

PNC-TJ1602-93-005.pdf:1.35MB

情報処理分野において主役となりつつある光ファイバーはそれ自身の物理的性質により種々の物理量(温度、圧力etc.)に対して感受性を有しており、その長尺性・細径性等の利点ともあわせ、光伝送路としての機能のみでなく、一般のプラントにおけるプロセス系モニターとしての応用が期待されている。なかでも時間分析型一次元分布センサーとしての応用は光ファイバーの利点を最も有効に活用できる分野である。放射線、特に高速中性子・ガンマ線に対する一次元分布センシングにおいて、プラスチックシンチレータをコア材としたプラスチックシンチレーション光ファイバー(PSF)の利用が見込まれており、これまでにPSFを用いた放射線位置検出の実験的検証が行われ、測定距離10m以下程度の分布型センシングの可能性が示されている。そこで、測定距離の延長、位置検出における分解能の向上を目的として、パルス処理系の高速化および光ファイバー端面処理の改善を図り、放射線位置検出実験を行った。また長距離分布型センシングの模擬実験として、PSFの両端に標準ファイバーを接続し、遠隔測定を行った。その結果、位置分解能の向上及び測定距離の延長が確認され、長距離(100m$$sim$$)の分布型放射線センシングの可能性が実験的検証された。本位置検出法は、シンチレーション光のPSF両端への到達時間差を測定する飛行時間(TOF)法に基づいたものである。

論文

Magnetic quadrupole spectrometer for time-of-flight measurements

池添 博; 冨田 芳明; 鹿園 直基; 村上 哲也*

Nuclear Instruments and Methods, 190(3), p.515 - 522, 1981/00

飛行時間法を使った4極電磁石分析装置が原研20MVタンデム加速器棟に建設され、その性能がテストされた。飛行時間法のために開発された位置検出可能なスタート検出器を使って、時間精度190Ps位置の測定精度0.3mmが得られている。この検出器によって、飛行距離の差のみならず、反応生成核の運動学的効果も補正出来るようになった。この分析装置の性能を調べるために、チャンネルプレートを使った2次元位置検出器を製作し、分析装置の焦点における粒子像を観測して位体角の測定を行なった。その結果、最大立体角9.5msvを得、非常に明るい分析装置であることを確認した。この装置を使って、反応生成核の質量数分解能$$Delta$$A/A=1/80が期待される。この装置は又、ビーム入射方向(零度方向)での観測が可能になった。

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

ToF中性子回折イメージング用高分解能シンチレータ検出器の開発

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

no journal, , 

J-PARCのパルス中性子を用いた回折イメージングへの応用のため約200ミクロンの位置分解能をもつ中性子カウンティング型の2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。この検出器はシンチレータと波長シフトファイバを用いた方式で製作され、要求性能を実現するため薄型のZnS/LiFシンチレータと100ミクロン直径のWLSFを選択して設計されている。発表では検出器の設計, 基礎特性, 回折 イメージ測定例等について報告する。

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