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論文

Scintillation materials for neutron imaging detectors

片桐 政樹; 坂佐井 馨; 松林 政仁; 中村 龍也; 近藤 泰洋*; 中條 善樹*; 南戸 秀仁*; 小島 孝弘*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.274 - 279, 2004/08

 被引用回数:23 パーセンタイル:15.43(Instruments & Instrumentation)

フォントカウンティング法を用いた中性子イメージ検出器に用いるシンチレータ素材の開発を進めている。目的は、大強度パルス中性子源を用いた中性子散乱実験に使用する検出器用の最適なシンチレータを開発するためである。検出効率,計数率,n/$$gamma$$比などの特性がよくバランスしたシンチレータの開発を目標としている。ZnS蛍光体及びそのファミリィ,短寿命蛍光体,$$^{10}$$Bを含んだ蛍光体,ガラスシンチレータなど9種類のシンチレータの研究を行った。特に、検出効率を中心に検出特性を調べた。その結果、ZnS蛍光体/中性子コンバータ検出シートについて市販のものに比較し全体的に波高が高くなり検出効率も上がることを確認できた。また、ZnO:Zn蛍光体などこれまで利用されなかった蛍光体も中性子検出器用として十分使用できることなどを確認した。

論文

Neutron scintillators with high detection efficiency

小島 孝弘*; 片桐 政樹; 筒井 紀彰*; 今井 幸治*; 松林 政仁; 坂佐井 馨

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 529(1-3), p.325 - 328, 2004/08

 被引用回数:28 パーセンタイル:11.61(Instruments & Instrumentation)

中性子イメージ検出器の高検出効率化を目指して蛍光体/中性子コンバータシンチレータの開発を進めた。その結果、市販のシンチレータに比較して$$^{6}$$Liの含有量が2倍のZnS:Ag/$$^{6}$$LiFの検出効率が43.5%であることがわかった。この検出効率は市販の同種シンチレータに比較して約1.6倍の検出効率である。また、中性子コンバータとして$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$を用いたZnS:Ag/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$シートシンチレータ及びZnS:Ag/$$^{10}$$B$$_{2}$$O$$_{3}$$ガラスシンチレータを開発し、約30%の検出効率を示すことを確認した。本ZnS:Ag/$$^{10}$$B$$_{2}$$シンチレータは熱中性子以上の中性子エネルギーの領域で高検出効率が得られる。

報告書

2次元検出型マイクロストリップガスカウンタの中性子検出効率の計算評価

山岸 秀志; 曽山 和彦; 金子 純一; 池田 裕二郎

JAERI-Tech 2000-085, 21 Pages, 2001/02

JAERI-Tech-2000-085.pdf:1.73MB

大強度加速器の強力パルス中性子ビームを用いた種々の中性子散乱実験のために、高速、超高位置分解能を有する2次元中性子検出器の開発が強く望まれている。このため、ヘリウム-3混合ガスを用いたマイクロストリップガスカウンタ(MSGC)の開発を進めている。MSGCには高い中性子検出効率が求められるが、これを実現するにはヘリウム-3混合ガスを高圧で封入する必要がある。この結果、MSGC圧力容器には厚い金属製の中性子ウィンドウが必要になって、中性子を減衰させ、検出効率を低下させる。電極間ギャップの拡大はより高い検出効率を与えるが、中性子エネルギー分解能及び高計数率性能を低下させる。高い検出効率のMSGCを開発するため、MSGC圧力容器構造,ウィンドウ材料、電極間ギャップ及びヘリウム-3混合ガス圧力の最適設計と検出効率の計算評価を行った。この結果、中性子エネルギー0.1~25MeVの範囲において93%以上の高い検出効率が得られる見通しを得たので、MSGC圧力容器構造及び検出効率性能について報告する。

論文

原研重イオンマイクロビームシングルイオンヒット実験

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 内藤 豊*; 濱野 毅*; 平尾 敏雄

F-113-'98/NIES, p.60 - 63, 1998/00

原研高崎の重イオンマイクロビームの装置においては、半導体素子のシングルイベント効果の研究のためにシングルイオンヒットシステムの開発を行ってきた。これまでMCP二次電子検出器による100%のシングルイオン検出効率と、ビームパルス化によるノイズ低減化を達成し、多重ヒット、ミスヒットの抑制に成功した。また、目的とする実験を効率よく行うため、試料へのビーム照準とイオンヒット個数の自動制御システムを製作した。これは従来のマイクロビーム走査二次電子マッピングシステムにカウンター制御機能を付加したもので、これによりマイクロビーム走査エリア内において任意の照射位置を予め設定して任意の個数ずつ入射イオンを数えながら順次打ち込むことが可能となった。これらのことを実証するためにCR-39への重イオンマイクロビームのシングルイオン照射実験を行った。

論文

Sub-micron microbeam apparatus for high resolution materials analyses

神谷 富裕; 須田 保*; 田中 隆一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 118(1-4), p.447 - 450, 1996/09

 被引用回数:28 パーセンタイル:9.2

宇宙用半導体素子におけるシングルイベント効果の微視的機構解明のため、高エネルギーシングルイオンヒットシステムが原研重イオンマイクロビーム装置に組合わされた。シングルイオンヒットシステムではシングルイオン検出器と高速ビームスイッチによって試料へのイオン入射のタイミングと個数が制御できる。シングルイオン検出器の検出効率は15MeV Niに対して100%であった。高速ビームスイッチのスイッチング時間は150nsで、その間での多重ヒットの確率がら、シングルイオンヒットシステムによる極微小電流領域での電流計測と制御の可能性が評価された。

報告書

体内放射能計測技術高度化研究(1)

not registered

PNC-TJ1603 96-003, 51 Pages, 1996/03

PNC-TJ1603-96-003.pdf:1.28MB

動力炉・核燃料開発事業団東海事業所では、体内放射能の定量のため鉄室内に直径50mmのHPGe検出器が2台設置されていて、ヒューマン・カウンターとして使用されている。これらの検出効率の校正は水ボックス・ファントムを用いて行われているが、体格補正は行われていない。しかし、異常時には個人の体格情報に基づく内部被曝評価が必要で、特に体格が大きく異なる場合には重要である。この様な観点から、体格による検出効率補正を必要としない$$gamma$$-$$gamma$$同時計数法による放射能絶対測定法を体内放射能測定に適用するため、60Coを用いてその基礎研究を行った。放射能既知の複数の60Co線源を作製し、絶対測定を行った。その結果、15cm程度までの線源-検出器間距離では、10-100kBqの放射能を20%以内の精度で決定できた。一方、幾何学的効率が大きく異なる分布をした場合には、線源の放射能よりも測定値がかなり小さく評価されることが判明した。

論文

溶液中の$$alpha$$放射体インライン計測法の感度特性

臼田 重和; 桜井 聡

Radioisotopes, 44(11), p.776 - 784, 1995/11

低濃度の$$alpha$$放射体溶液をインライン的に高感度計測するため、$$alpha$$線のみを$$beta$$($$gamma$$)線と弁別して計測できる液体シンチレーション計数(液シン)法と接液計数法、さらに微量分析が可能なICP-MS分析法に注目し、天然及び濃縮ウラン溶液を用いて感度特性を求めた。それぞれの方法について、感度特性(検出効率、バックグラウンド及び検出限界)を中心に比較するとともに、さらに感度を向上させるための方策を論じた。

報告書

長半減期放射性核種の定量法に関する調査研究(3)

not registered

PNC-TJ1545 95-001, 150 Pages, 1995/03

PNC-TJ1545-95-001.pdf:5.28MB

本報告では、核燃料サイクルに関連した長半減期放射性核種の分析定量法の調査研究の最終年度に当り、一昨年および昨年度の成果を踏まえ、我が国でのこの方面の最先端の研究成果を中心にまとめ上げた。本委員会委員は、環境放射能分析はもとより環境放射能動態研究の第一線で活躍されている数少ない研究者であり、委員一人一人の研究の現状を知ることは大変有意義なことと考えた。そこで各委員の環境放射能研究を歴史的背景や周辺の研究状況をも勘案して報告書としてまとめることにした。質量分析を用いた環境放射能分析については総論としての纏めのほか、99Tc、237Np分析定量への実際の適用例と報告している。そのほか、食品、人体中のトリチウム分析や液体シンチレーション法とパルス時間間隔解析法を併用した$$alpha$$放射体の分析を纏めている。更に、これら環境放射能のバックグラウンド調査結果について最後に記述した。

報告書

Characteristics of prepared gamma-ray calibration sources for radioactivity measurement of environmental and radiaiton control samples

S.B.Samat*; 大井 義弘; 滝 光成; 間辺 巖; 吉田 真; 南 賢太郎

JAERI-Tech 95-010, 51 Pages, 1995/03

JAERI-Tech-95-010.pdf:1.76MB

現在、Ge半導体検出器の校正は気泡セメント線源を用いている。この線源の作製には、ある程度の熟練を要するため、異なった密度を持つ校正用線源の作製を検討すると共に、形状、組成及び密度に関する検出効率の特性、線源の調整方法の再現性等を調査した。気泡セメント、液体、ビーズ(ガラス:6mm$$phi$$、2mm$$phi$$、発泡ポリスチレン及び硬質プラスチック)の5種類の材料を使用し、密度、高さをパラメータとする3組の線源を作製した。これらの線源をHpGe検出器を用いて測定した。その結果、全ての線源の測定値には再現性があり、調整方法の妥当性を確認することができた。低エネルギー側では、組成の違いにより検出効率が変化するため、その組成を十分考慮する必要があること。100keV以上の$$gamma$$線では気泡セメントと良く一致し、密度の異なる校正用線源として使用できる結果が得られた。

論文

高エネルギー重イオンマイクロビーム装置におけるビーム照準およびシングルイオンヒットシステム

神谷 富裕; 酒井 卓郎; 須田 保*; 濱野 毅*

BEAMS 1995: 第6回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム講演論文集, 0, p.127 - 130, 1995/00

宇宙用半導体素子のシングルイベント効果(SEU)の研究のため、原研重イオンマイクロビーム装置と組合せたシングルイオンヒットシステムの開発が進められている。ビーム照準は本研究を進めるうえで重要な技術的要素であり、マイクロビームによる試料の二次電子マッピングと高精度試料ステージの駆動により、イオンを目的の位置に打込むことを可能とする。シングルイオンヒットシステムは、シングルイオン検出器と高速ビームスイッチによって構成され、シングルイオンの入射タイミング制御を可能とする。ビームラインへの磁気しゃへいによって、二次電子マッピングにおける漏れ磁場の影響を除くことができた。また、中心開口型の2組のMCPによって構成されるシングルイオン検出器の検出効率を測定し、15MeV Niイオンに対して98%以上の値が得られた。今回は、システムの構成と実験的に得られた知見について考察する。

論文

超伝導トンネル接合型X線検出器の開発

浮辺 雅宏*; 中沢 正治*; 井口 哲夫*; 高橋 浩之*; 岸本 牧; 片桐 政樹; 倉門 雅彦*

放射線, 21(4), p.67 - 72, 1995/00

半導体検出器に比較し高分解能化が期待できる超伝導トンネル接合素子に着目し本素子を用いたX線検出器の実用化の研究を進めている。本論文では、X線検出器として実用するのに不可欠な外部からの放射線入射を可能とした外部入射型$$^{3}$$Heクライオスタットを製作し、STJ素子のX線検出特性の評価研究、信号増幅回路の最適化及び信号のデジタル処理に関する研究を行ったので報告する。主な成果は、(1)STJ素子内でのX線吸収モデルと信号生成過程でのエネルギー拡散モデルによる検出効率評価結果と実験による検出効率測定結果の比較によるモデルの妥当性の確認、(2)Nb/AlO$$_{x}$$/Nb素子としてのこれまでの最良の78eVの高分解能の達成、(3)デジタル信号処理によるフォノン信号とX線信号との分離等である。

論文

Development of high energy single ion hit system conbined with heavy ion microbeam apparatus

神谷 富裕; 須田 保*; 田中 隆一

JAERI TIARA Annual Report 1994, p.226 - 228, 1995/00

シングルイオンヒットシステムは、シングルイオン検出器と高速ビームスイッチとによって構成される。2組の中心穴空き型のMCPを用いた検出器では極薄い炭素膜とターゲットからの二次電子を同時に検出する。これまでにターゲットからの二次電子検出により15MeV Niイオンの検出効率は100%であることが確認された。また検出信号が発生してからマイクロスリット直後に設置した静電偏向板に印加される高電圧が立上るまでのスイッチング時間は、150nsであった。これによりそのビームスイッチに入射するビーム電流量と多重ヒットの確率との関係が求められ、計算によりフェムトアンペアー以下の領域でのイオンの入射タイミングおよび数量の正確な制御方法として本システムが有用であることが確かめられた。

論文

水槽実験によるGe検出器の水中におけるピーク検出効率

柳瀬 信之; 関根 敬一

日本原子力学会誌, 37(8), p.704 - 709, 1995/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

水中の$$gamma$$線放出核種を現場で直接測定する検出器としてGe検出器の適用を検討した。大型水槽にGe検出器あるいはNaI(Tl)検出器を吊り下げ、空気、水道水、海水並びに$$^{137}$$Cs及び$$^{60}$$Coを含んだ海水をそれぞれ満たしたときの$$gamma$$線スペクトルを測定した。その結果、NaI(Tl)検出器では検出できなかった濃度の$$^{137}$$Cs及び$$^{60}$$Coが、Ge検出器では検出できた。Ge検出器の海水中でのピーク検出効率は、662keV($$^{137}$$Cs)、1332keV($$^{60}$$Co)及び1462keV($$^{40}$$K)$$gamma$$線について、それぞれ29、22及び19cps/(photon/s・ml)であり、検出限界濃度は、0.29、0.24及び1.6mBq/mlであった。これらの値が放射性廃液の排水濃度限度以下であることから、Ge検出器が平常時の野外での水中放射能のモニタリングに、また、チェルノブイル原発事故のような場合にも十分使用可能であることが分かった。

報告書

Initial results from neutron yield measurements by activation technique at JT-60U

M.Hoek*; 西谷 健夫; 池田 裕二郎; 森岡 篤彦

JAERI-M 94-002, 25 Pages, 1994/01

JAERI-M-94-002.pdf:0.92MB

JT-60Uにおいて、1放電当りの積算中性子発生量を、シリコン、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケルの箔を用いた中性子放射化法により測定した。モンテカルロ法(MCNPコード)を使用した中性子輸送計算により、照射位置での中性子フルエンスと中性子エネルギー分布を決定した。最近導入した、中性子放射化箔により高ポロイダルベータ実験時に、約100の箔を照射した。2.5MeV中性子発生量の初期測定結果は核分裂電離箱で測定した中性子発生量と良く一致することを確認した。上に示した箔のうち、インジウム箔が全中性子発生量測定に最も適しており、測定誤差は~15%である。重水素-重水素反応の2次生成物であるトリチウムと重水素との核融合反応で生じる14MeV中性子発生量の測定には、シリコンとアルミニウムが最も適しており、測定誤差は~15-20%である。測定されたトリトンの燃焼率は、0.5~1%であった。

論文

Detection of trace amounts of spontaneously fissioning nuclides by measuring time intervals between detection pulses

五藤 博; 春山 滿夫; 河村 敏秀; 高瀬 操*

KEK-PROC-91-5, p.116 - 124, 1991/07

すべての相隣子中性子検出パルスの時間間隔分布を計数記録する方式のパッシブ中性子法について、製作した検出装置および検出法の原理を説明し、ついで、実験結果を紹介し、最後に、検討結果を述べた。検討内容は、(1)モンテカルロ法による中性子検出効率の計算と実験結果の比較、(2)組合せ理論による同時計数効率の計算と実験結果の比較である。中性子検出効率の計算は、MCNPによって行い、実験結果とよい一致を見た。組合せ理論による同時計数効率の計算は、計数率が大きい場合を除いては実験結果とよく一致した。計数率が大きい場合には、確率過程論にもとづいて導いた理論式が、実験結果をよく説明した。

論文

検出パルス時間間隔分布測定による微量自発核分裂性核種の検出法

五藤 博; 春山 滿夫; 河村 敏秀; 高瀬 操*

放射線検出器とドシメトリィ, p.41 - 43, 1991/00

この報告では、まず、製作した検出装置および検出法の原理を説明し、ついで、実験結果を紹介し、最後に、検討結果を述べる。検討内容は、(1)モンテカルロ法による中性子検出効率の計算と実験結果の比較、(2)組合わせ理論による同時計数効率の計算と実験結果の比較、(3)確率過程論による時間間隔分布の計算と実験結果の比較である。中性子検出効率の計算は、MORSEおよびMCNPによって行い、いずれの結果も実験値の約1、3倍になっている。組合わせ理論による同時計数効率の計算は、計数率が非常に大きい場合を除いて実験結果とよく一致した。また、時間間隔が計算できるようになって、実験結果が詳細に検討できるようになった。

論文

Experimental work and facilities in Japan

山内 良麿

Proc. of a Specialists Meeting on Neutron Cross Section Standards for the Energy Region above 20 MeV, p.57 - 64, 1991/00

20MeV以上のエネルギー領域における標準中性子断面積に関するNEANDC専門家会合において、原研での28.2MeV中性子の$$^{12}$$Cによる散乱断面積の測定、原研での実験装置、測定方法を中心に、日本でのこの分野の研究と実験施設についての報告である。中性子断面積の絶対値を出すためには、標準中性子断面積への規格化や標準中性子断面積による中性子検出効率の決定が必要であり、その1つである$$^{7}$$Li(p,n)$$^{7}$$Be反応標準断面積の現状についても言及する。又中性子検出効率を求める有力な方法の1つとして、D(d,n)$$^{3}$$He反応から放出される中性子と$$^{3}$$He粒子の同時計数法に関する原研での計画についても述べる。

報告書

コンクリート廃材等区分管理用測定装置とその性能

間辺 巖; 川崎 克也; 南 賢太郎

JAERI-M 90-069, 46 Pages, 1990/04

JAERI-M-90-069.pdf:1.57MB

原子炉解体時には多量の放射性固体廃棄物が発生し、これらの廃棄物をその放射能レベルに応じて合理的に処分する必要がある。本装置は中でも多くを占める極低レベル廃棄物の区分と確認を、$$gamma$$線スペクトル分析法により効率的に行う為に開発された。装置は廃棄物の走査機構、2台のGe半導体検出器と多重波高分析器、及び小型計算機システムからなり、3種類の容器に収容したコンクリート等の廃棄物の放射能を、核種別に自動測定する。本装置の諸性能の確認試験を行った。廃材等の密度と放射性物質が容器内に均一に分布する時、主な放射性核種に対する測定精度は$$pm$$10%以内である。$$^{60}$$Coに対する検出下限放射能濃度は200lドラム缶を用いた時、600秒の計測時間で7.5$$times$$10$$^{-3}$$Bq/gである。測定処理能力は1時間あたりで約1000kgである。

論文

Absolute detection efficiency of a microchannel-plate detector for ions and neutrals

飛田 健次; 竹内 浩; 木村 博信*; 草間 義紀; 根本 正博

Japanese Journal of Applied Physics, 26(3), p.509 - 510, 1987/03

 被引用回数:35 パーセンタイル:19.06(Physics, Applied)

He$$^{+}$$及びHe$$^{0}$$に対するマイクロチャンネル・プレート検出器の検出効率を1keV以上のエネルギー領域で測定した。He$$^{+}$$,He$$^{0}$$を入射したとき、両者の効率の違いは認められなかった。上記のエネルギー領域で効率は0.5であり、この値はMCP細管に入射する粒子のほとんど全てが検出されることを意味する。

報告書

高エネルギーガンマ線に対するゲルマニウム検出器のピーク検出効率測定

片桐 政樹

JAERI-M 85-190, 20 Pages, 1985/11

JAERI-M-85-190.pdf:0.56MB

4種類の(P,$$gamma$$)反応と1種類の(n,$$gamma$$)反応を用いて12MeVまでのガンマ線を発生させ、Two-line-methodを用いてゲルマニウム検出器の高エネルギーガンマ線に対するピーク検出効率の測定を行った。(P,$$gamma$$)反応による検出効率と(n,$$gamma$$)反応による検出効率は良く一致していることを確認した。この結果、(n,$$gamma$$)反応をもちいる方法は、容易に中性子線源によって高エネルギーガンマ線を発生することができるため、高エネルギーガンマ線に対するピ-ク検出効率を測定する方法として有効であることがわかった。

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