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Development of a real-time neutron and gamma-ray simultaneous discrimination energy analysis detector

Research Project

Project/Area Number 21K04580
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 25020:Safety engineering-related
Research InstitutionNational Institute of Maritime, Port and Aviation Technology

Principal Investigator

鎌田 創  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 主任研究員 (30581649)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 萩原 雅之  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (10450363)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords波形弁別測定 / 中性子 / ガンマ線 / モンテカルロシミュレーション / シンチレータ / CLYC / CLYCシンチレータ / 粒子弁別 / 中性子エネルギー測定
Outline of Research at the Start

放射線被ばく事故・核テロ事象において、初動対応者が迅速に現場を把握し、事故を収束させるには、現場の放射線環境を迅速かつ正確に推定する必要がある。現場では、ガンマ線が発生するのみならず、中性子が発生するような状況も想定される。そこで、発生した放射線を弁別し、それぞれの放射線のエネルギー測定が同時にできれば、現場の線源情報を把握できるだけでなく被ばく線量の推定に非常に有効である。そこで、本研究では、検出素子として近年開発されたCLYCシンチレータを採用し、一台で中性子とガンマ線を弁別しながらエネルギー測定できるリアルタイム検出器を開発することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

放射線被ばく事故・核テロ事象において、初動対応者が現場の放射線環境を迅速かつ正確に推定することは、非常に重要である。現場では、ガンマ線が発生するのみならず、中性子が発生する状況も想定される。そこで、発生した放射線を弁別し、それぞれの放射線のエネルギー測定が同時にできれば、現場の線源情報を把握できるだけでなく、被ばく線量の推定に非常に有効である。そこで、本研究では、3Heガスの中性子検出素子の代替として近年開発されたCLYCシンチレータ
に着目し、一台で中性子とガンマ線を弁別しながらエネルギー測定できるリアルタイム検出器を開発することを目的とする。 今年度は、前年度までの特性評価を踏まえ、エネルギーが定まった中性子ビームを用いて、得られた波高分布から中性子エネルギー情報が取り出せるか検証することを目指し、日本原子力研究開発機構(以下、JAEA)の中性子加速器の純単色中性子ビームに対する応答関数を実測し測定データとモンテカルロシミュレーションを比較検討した。応答関数の形状として中性子核反応によるピークの位置は、過去の実測値と概ね共通していた。また、シミュレーションについても応答関数の形状を概ね再現することがわかった。しかしながら、中性子エネルギーに分布を持っていることから、1体1対応であるとの確証を持てないことから、飛行時間測定を組み合わせた測定が必要になることが判明したため、飛行時間測定を組み合わせた測定を実施する予定であったが、加速器の不調により実験が完了できなかった。そのため、1年延長し、再度測定に臨むこととした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

飛行時間測定を実施するための加速器施設の不調によって、実験が完了できなかったため。

Strategy for Future Research Activity

飛行時間測定を確実に実施するため、測定回路のパラメータを再度見直し最適化を図ること、モンテカルロシミュレーションで使用する核データを最新のものに置き換えること、ビームピックオフリングの信号を増幅するためのアンプを購入し、測定回路を再度整備する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Measurements of keV-Neutron capture cross sections and capture gamma-ray spectra of <sup>74,76,78,80,82</sup> Se2023

    • Author(s)
      Kamada So、Igashira Masayuki、Katabuchi Tatsuya、Mizumoto Motoharu
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Science and Technology

      Volume: 61 Issue: 2 Pages: 161-176

    • DOI

      10.1080/00223131.2023.2278599

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Fuel debris mapping tool using an Unmanned Underwater Vehicle to grasp fuel debris submerged in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant2023

    • Author(s)
      So Kamada
    • Organizer
      THE 11TH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RADIATION SAFETY AND DETECTION TECHNOLOGY
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measurement of Response Functions of Enriched Lithium-6 CLYC Scintillator for 1.2 MeV, 5.0 MeV and 14.8 MeV Neutrons2022

    • Author(s)
      So Kamada, Masayuki Hagiwara
    • Organizer
      14th International Conference on Radiation Shielding and 21st Topical Meeting of the Radiation Protection and Shielding Division
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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