2015 Fiscal Year Research-status Report
微細孔ガラス素材を用いた中性子イメージング検出器の開発
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15K13474
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
門叶 冬樹 山形大学, 理学部, 教授 (80323161)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
住吉 孝行 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30154628)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 中性子イメージング / ガス検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中性子線はＸ線やガンマ線と同様、物質を通過する際に吸収・散乱を受けるため、物質の構造や組成分に応じた透過画像を提供する。この中性子を用いて物体内部の情報を得る中性子イメージングは、近年、開発が進む可搬型の中性子源を用いた中性子ラジオグラフィや重粒子がん治療に次ぐ高度先進医療として期待されるホウ素中性子捕捉療法の現場において、その重要性はますます高まると期待される。
本研究では一つ一つの細孔がガス比例計数管として動作する細孔型MPGDをガラス素材により開発し、中性子イメージング検出器の実用化に向けた研究を行うことである。
本年度は、細孔型マイクロパターンガス検出器（MPGD）の素材として結晶化感光性ガラスPEG3Cを用いた検出器に対して、マイクロフォーカスX線源を用いたイメージング特性試験、および放射光のX線を用いたエネルギー分解能と電子増幅度の特性試験を行い、その結果を国際会議で発表した。また、ファネル構造を持つ鉛ガラスを素材としたMPGD開発のために、有限要素法電場解析ソフトMaxwell-3Dとガス中での電子増幅シミュレーションソフト Garfieldを用いて、穴間のピッチや形状、厚みについて最適化を行った。そしてシミュレーション結果に基づいて、細孔型MPGDを設計、製作した。得られた結果の一部は、国際会議で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細孔型MPGDの素材として、素材中の水素による中性子散乱の影響が少ないガラスを素材とする細孔型のマイクロパターンガス検出器を開発した。具体的には結晶化感光性ガラス（PEG3C）とファネル構造を持つ鉛ガラスを持ちいて、細孔径が50μmのMPGDを開発した。それぞれの細孔型MPGDに対してX線を用いた基礎特性試験と有限要素法電場解析によるシミュレーションを行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
鉛ガラスを用いたファネル型鉛ガラスを素材に細孔型MPGDを開発する。具体的には製作したMPGDを専用ステンレスチェンバーに設置し、X線ビームを照射し特性試験を行う。X線ビームは、高エネルギー加速器研究機構のKEK-PF BL14Aや山形大学に設置したＸ線発生装置およびμフォーカスＸ線源を用いる。チェンバーに封入するガスは、ガス中での電子増幅時に付随して発せられるガスシンチレーション光をイメージングに利用するため、動作実績のあるAr＋CF4ガス、またはNe＋CF4ガスを用いる。X線で十分な性能が得られた場合、京都大学KUANSなどの中性子源を用いて特性試験を行う。
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