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Energy Window Muography for Fast Infrastructure Exploration

Research Project

Project/Area Number 19K12629
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 80040:Quantum beam science-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kin Tadahiro  九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (80450310)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords宇宙線ミュオン / エネルギーウインドウミュオグラフィ / 人工建造物透視 / ミュオグラフィ / チェレンコフ検出器 / 宇宙線電子 / インフラ設備探査 / 電子ーミュオン弁別 / 3Dプリンタによるシンチレータの造形 / 小中規模インフラ設備探査 / 検出器開発
Outline of Research at the Start

近年火山やピラミッドなどの透視に用いられる宇宙線ミュオグラフィを、橋梁や小型焼却炉、治水施設などの小・中規模なインフラ設備探査に発展させることを目的として、エネルギーウインドウ型ミュオグラフィ検出器を開発する。開発した検出器によるインフラ設備を模擬した対象の実測結果から、検出器の密度分解能や空間分解能を明らかにするとともに、本手法を用いて達成可能な計測時間の短縮効率を定量的に示す。

Outline of Final Research Achievements

This study aims at muography application for smaller objects, e.g., concrete buildings and furnaces. Such small things never absorb a sufficient number of cosmic-ray muons while absorbing almost all cosmic-ray electrons recorded together with muons.
We have proposed a detection system that can remove both high-energy muons and almost all the electrons by a Cherenkov detector. The muon removal makes the muon detection number more different between background and foreground. Next, the detection system can drastically decrease the electrons' subtraction statistical uncertainty.
In the duration, a feasibility study has been done by simulation approach and design of the detection system. And then, the fabricated detection system can obtain the first test data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、小型施設を対象としたミュオグラフィで低コントラストかつ長期間測定の原因となっていた高エネルギーミュオンと宇宙線電子イベントを除去する計測システムを開発した。原理としては、ミュオグラフィ検出器で記録されるイベント(全エネルギー領域の宇宙線ミュオン・電子)のうち、アクリルのチェレンコフ輻射では高エネルギーミュオンと電子がほぼ同一となることに着目して、ある閾値を下回るイベントのみのデータを記録することで低エネルギー成分のミュオンのみを選択することが出来るようになっている。この閾値は容易に変更が可能である。これにより、測定対象の規模に応じた本手法の適用を可能としている。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020 Other

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Presentation] Muography system combined with Cherenkov detector for energy window and muon-electron identification (Mu-SCHEME)2021

    • Author(s)
      Naoya Okamoto, Tadahiro Kin, Wataru Sekiguchi
    • Organizer
      22n International Workshop on Radiation Imaging Detectors
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] チェレンコフ検出器によるミュオグラフィの高速化とノイズ除去手法2020

    • Author(s)
      岡本 直也、金 政浩、佐藤 光流、関口 恒
    • Organizer
      第81回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] チェレンコフ検出器を用いた低エネルギーミュオン弁別手法2020

    • Author(s)
      岡本直哉、金 政浩、佐藤光流、小森智博、寳来 悠
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会(中止だが発表済扱い)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 3Dプリンタを用いた熱中性子計測ようプラスチックシンチレータの開発2020

    • Author(s)
      新城優治、金 政浩、納冨昭弘
    • Organizer
      第67回応用物理学会春季学術講演会(中止だが発表済扱い)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 九州大学研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004649/index.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 九州大学研究者情報 金 政浩

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004649/index.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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