液体メタン中性子検出器の試作

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11558063
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石橋 健二 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00159766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 執行 信寛 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40304836) ; 有馬 秀彦 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20253495) ; 前畑 京介 九州大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30190317) ; 池田 裕二郎 日本原子力研究所, 中性子科学研究センター, 室長 ; 新富 孝和 高エネルギー加速器研究機構, 低温工学センター, 教授 (10016082)
• Keywords: 液体メタン / 中性子 / 反跳陽子 / 電離箱 / 検出効率 / 冷凍機 / シンチレーション / トリガー信号

Research Abstract

原子力利用及び関連科学研究の発展のためには、高エネルギー中性子を高い効率で測定することが望まれる。液体メタン(沸点112K)は水素を含むので反跳陽子変換作用があり、さらに液体希ガスに近い性質があり液体電離箱としても動作する。液体メタンは反跳陽子変換器と陽子検出器の両方の機能があるので、大容量検出器として使用できる可能性がある。本研究では、液体メタン中性子検出器を製作し、高いの検出効率を得ることを目的とする。
申請者らは従来、加圧液体窒素で温度100Kを得ていたが、加圧時の容器強度確保の制限から、温度保持の時間が1時間以下であった。本年度は、小型冷凍機を購入し、液体メタン保持装置を製作した。これによって、数日以上にわたる長時間、温度100Kが達成できるようになった。
液体メタン検出器では、液体中の電子のドリフトによって信号を得るために、信号が比較的遅いという特性がある。そこで、現実の実験では、別途、高速トリガー信号が必要とされる。本年度では、液体メタンに放射線が入射したときに、液体メタンからシンチレーション光が発生することを確認した。これによって、液体メタン検出器そのものから、高速トリガー信号を得られる見通しがついた。