2021 Fiscal Year Research-status Report

核物質検知のための可搬型チェレンコフ中性子検出器の開発

Research Project

Project/Area Number	20K15213
Research Institution	National Research Institute of Police Science
Principal Investigator	田辺鴻典科学警察研究所, 法科学第二部, 研究員 (60822070)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	核セキュリティ / チェレンコフ検出器 / 核物質 / 中性子 / 放射線計測
Outline of Annual Research Achievements	本研究ではアクティブ中性子法の１つである回転照射法用の中性子検出器として、新たに水チェレンコフ中性子検出器（WCND：Water Cherenkov Neutron Detector）の開発を行うことで、非常に低コストかつ可搬性のある核物質非破壊測定システムの実現を目指す。WCNDにおいては中性子とガンマ線の弁別が課題となるが、水に塩化ガドリニウムを溶解させ、中性子起因の発光量を増加させることで両者の弁別を行う。本年度は、昨年度に実施した検出器の各構成要素（反射材、光電子増倍管、塩化ガドリニウム濃度、波長変換材）に関する最適化実験の結果に基づき、プロトタイプ検出器の製作を行った。検出器サイズについては、核分裂中性子の検出感度が最大となるようにシミュレーションによる最適化を実施した。また、Cf-252線源とCo-60線源を用いたテスト実験により、中性子/ガンマ線弁別の閾値を決定した後、プロトタイプ検出器を回転照射装置と組み合せ、核物質非破壊測定システムを構築した。さらに、構築したシステムを用いて、回転情報と同期した中性子時間スペクトルの取得に成功した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度はプロトタイプ検出器の製作を行い、回転照射装置と組み合せた動作試験も完了した。COVID-19により実験日程に遅延が生じたが、おおむね順調に進展している。
Strategy for Future Research Activity	今後は構築した核物質非破壊測定システムを用いて、核物質検知の実証実験を実施する。
Causes of Carryover	COVID-19により学会がオンライン開催となったため、次年度の旅費に充てる。