2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of fission neutron measurement system using GAGG scintillator
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20K05384
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
執行 信寛 九州大学, 工学研究院, 助教 (40304836)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | GAGGシンチレータ / 中性子 / エネルギースペクトル / 中性子捕獲反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
GAGGシンチレータには低エネルギー中性子に対して大きな捕獲断面積を有するガドリニウムが含まれる。ガドリニウムの中性子捕獲反応で放出 される即発ガン マ線のエネルギー測定と中性子の飛行時間測定を組み合わせることで、有機シンチレータでは測定が難しい1 MeV以下の中性子 まで測定するシステムを開発し、 核分裂反応からの即発中性子のエネルギースペクトル測定への適用を目指す。シミュレーション計算によりシンチレータ内での中性子とシンチレーション 物質との相互作用確率や即発ガンマ線の発光量を元にしたGAGGシンチレータの応答を中性子エネルギーとシンチレータの大きさなどを変化させることにより調査することで1MeV以下の比較的低エネルギーの中性子検出に適したGAGGシンチレータの大きさや形状を検討した。その結果、シンチレータが小さすぎると中性子の 検出効率が低くなり、大きすぎると検出効率が高くなるものの限界があることがわかった。次にこの検討から決定した大きさのGAGGシンチレータを試作し、Cf-252から発生する核分裂反応からの中性子をポリエチレン等で減速して熱中性子成分増やし、この中性子を試作したGAGGシンチレータで発光量分布を測定したところ、ガドリニウムの中性子捕獲反応からの即発ガンマ線を測定できることがわかった。またCf-252線源からの核分裂中性子を減速させずにGAGGシンチレータに入射して飛行時間法によりエネルギー測定を試みたところ、中性子のエネルギースペクトル測定にGAGGシンチレータが利用できる可能性があることがわかった。
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Research Products
(1 results)
