2012 Fiscal Year Research-status Report
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24656573
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | National Institute of Radiological Sciences |
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Principal Investigator |
小林 進悟 独立行政法人放射線医学総合研究所, 研究基盤センター, 研究員 (10434325)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 中性子イメージング / 高速中性子カメラ |
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| Research Abstract |
大容量の3次元位置有感型放射線検出器(Monlithic Cubic Scintillator, MCS)の実証用プロトタイプの設計を行なった。MCSは立方体シンチレータの各面に6つ光センサを付け読み出すことで、6つの信号強度比から放射線がシンチレータ内で反応した3次元位置を決めることができる放射線検出器である。このMCSを用いて中性子を計測するための液体シンチレータをベースとしたMCSの実証用プロトタイプの設計開発を行なうことが平成24年度の目的である。まず、液体シンチレータとして鉱物油ベースのELJEN社のEJ321H、シンチレーション読出しのための光電子増倍管は浜松ホトニクス社製のR2083とし、液体シンチレータの封入するための容器としてアクリル62mm角の立方体型の容器とし内部を中空にしたものを設計した。液体シンチレータは、アクリル容器と反応することを避けるために鉱物油ベースとし、光電子増倍管は液体シンチレータが発する高速のシンチレーションに対応するものとした。
これまでの基礎実験・検討から、MCSでは発生したシンチレーション光を光電子増倍管に直達させることが鍵であることがわかっている。今年度開発したプロトタイプでは、液体シンチレータの屈折率は1.48、アクリル製容器が1.49、光学グリスが1.47、光電子増倍管の硼珪酸ガラスが1.49であり、それぞれの材料の屈折率をあわせることでシンチレーション光が各材料の境界面で損失することを最小限に抑える工夫をし、高い性能が期待できる。実証用プロトタイプが平成25年度5月に完成予定である。
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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
研究提案段階で予想したとおり液体シンチレータの容器への封入方法の確立に時間を要したが、問題を解決し、実証に十分な性能を確保できる検出器の設計・製作を進めることができた。研究提案書に記載したそのとおりに研究が進んでいるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
中性子を実証用プロトタイプの有効体積へ照射し、光電子増倍管の信号をGHz帯域をもつオシロスコープでサンプリングし、その波形を取得する。高速中性子を照射し、MCSの発光量や照射位置依存性等を評価する。また、有効体積内で複数回にわたり散乱する場合があるが、中性子が複数回散乱したイベントと1回だけ散乱した場合を区別できるかどうか調べる。これは複数回散乱のイベントはMCSの位置決定の原理では雑音となってしまうためである。また、液体シンチレータは波形弁別による中性子線・ガンマ線の識別が可能で、それについて評価を行う。
高速中性子カメラを実用化させた場合を想定して、タンデム加速器によりd-Be反応を用いて高速中性子を発生させておき、照射室内で実証用プロトタイプを動作させ、高速中性子・ガンマ線場においての動作の検証とバックグランドの基礎データの取得を行なう。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本研究では、広帯域のオシロスコープを使用することと多チャンネル信号処理システムを構築することが研究を成功させる上で重要なポイントである。当初これらの装置を入手するために予算的に困難が予想され厳しい状況であったため、スペックを落としつつも目的を達成できるオシロスコープが入手を検討し、多チャンネル信号処理システムや実験装置の一部を借用することで解決することが平成24年度後半にできた。平成25年度は借用した装置を返却しなければならないため、当該研究費は借用した装置の一部の代替品の入手にあてる予定である。
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Research Products
(1 results)
