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ZnS蛍光体を用いたシンチレーション中性子検出器の中性子/ガンマ線弁別方法

シーズコード S090002977
掲載日 2010年3月26日
研究者
  • 片桐 政樹
  • 中村 龍也
  • ニゲル・ローズ
  • エリック・シューネヴェルド
技術名称 ZnS蛍光体を用いたシンチレーション中性子検出器の中性子/ガンマ線弁別方法
技術概要 ZnS蛍光体のガンマ線に対する特性は、蛍光寿命が非常に短く光電子増倍管からの出力信号は20ns以下のパルス幅を持つ。一方、中性子がZnS蛍光体とLi又10B中性子コンバータと組合わせた中性子検出シートに入射した場合、発生したアルファ線等の粒子線はZnS蛍光体を発光させて蛍光寿命である1μs以上の間フォトン信号を1つ以上放出する。基本的にはこのフォトン信号とその発生タイミングの差を利用して電子回路により中性子とガンマ線を弁別する。即ち、ZnS蛍光体から放出された中性子及びガンマ線に対する蛍光を2個の光電子増倍管を用いて測定する。ガンマ線の場合は20ns以下の非常に早いパルスが2個の光電子増倍管(XとYとして表示)からのデジタル信号なる。中性子の場合はZnS蛍光体の蛍光寿命に対応した確率で20ns以下の時間幅を持つフオトン(光子)に基づくパルスのデジタル信号列となる。ガンマ線弁別は、時間遅滞がないため、XとYの2つの信号を20nsないし40nsの時間幅で同時計測して弁別できる。中性子の検出は、ZnS蛍光体の蛍光寿命に対応した時間幅、実施例では1μsで同時計測し中性子信号とする。
画像

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研究分野
  • 測光と光検出器一般
  • 粒子光学
  • 電子回路一般
展開可能なシーズ ZnS蛍光体を用いた中性子イメージ検出器において、計数率特性を維持したままガンマ線感度の低減を図ったシンチレーション中性子検出器を提供する。
ZnS蛍光体を用いたシンチレータと波長シフトファイバとを組合わせた二次元シンチレーション中性子検出器にも対応可能としているため、J-PARCなどの大強度陽子加速器を用いたパルス中性子を使用し飛行時間法(TOF)を適用した中性子散乱等による物性物理研究や構造生物学の研究の進展に寄与でき、また中性子源として原子炉を用いた同種の研究にも利用できる。
用途利用分野 中性子検出器、中性子シンチレーションカウンター
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人日本原子力研究開発機構, . 片桐 政樹, 中村 龍也, ニゲル・ローズ, エリック・シューネヴェルド, . ZnS蛍光体を用いたシンチレーション中性子検出器の中性子/ガンマ線弁別方法. 特開2008-111677. 2008-05-15
  • G01T   3/06     
  • G01T   1/20     
  • G01T   1/172    

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