Ｇｌａｓｓ ＧＥＭを用いた中性子散乱実験用検出器の開発
| Project/Area Number |
14J10708
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Nuclear engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三津谷 有貴 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 放射線計測 / マイクロパターンガス検出器 / ガス電子増幅器 / 中性子検出器 / 放射線イメージング / 大面積検出器 / 国際研究者交流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では中性子散乱等における応用を目指し、ガラス基板を用いた気体放射線検出器を基に二次元中性子検出器を開発することを目指した。中性子散乱は物質の構造解析を行うための強力な技術であり、あらゆる科学や産業を推進するものと考えられる。近年ではJ-PARCなどの大強度パルス中性子源の開発が進んでいるが、このような大強度ビームに対応し高い放射線計数率で動作する検出器が求められている。また、従来の中性子検出媒体であるヘリウム3の価格高騰により、その代替となる検出器が求められている。
我々は感光性エッチングガラス基板に多数の微細孔を形成し両面に電極を付与した、Glass Gas Electron Multiplier (Glass GEM, G-GEM)の開発を続けてきた。この両面の電極に電圧を印加すると孔内に強い電場が形成され、この強い電場によって微小な放射線信号を増幅して読みだすことができる。昨年度に30cm角の大面積の動作実証に成功し、最終年度は二次元中性子検出器の開発を目標とした。
本検出器では、中性子反応断面積が大きいボロン10を用いて中性子を荷電粒子に変換し、Glass GEMによって検出するというシステムを実現した。本検出器を用いて理研RANSにおいてプラスチック玩具の中性子透過画像の取得に成功した。また中性子の検出効率を高める方法として、変換基板に微細構造を導入する試みも行った。ボロン10膜を単純に厚くすると中性子との反応確率が高くなる一方で、荷電粒子が膜中から出られなくなるため実効的な検出効率は上がらない。しかし50umピッチの微細な櫛型構造を持つアルミニウム板にボロン10膜を形成することで、中性子の進行方向に対して実効膜厚が増加し、かつ容易に荷電粒子を取り出せる仕組みとしたところ、J-PARCでの試験において、従来の平坦膜に比べて4倍の検出効率が得られた。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
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[Presentation] The Latest Results of Crystalized Glass GEM2015
Author(s)
Yuki Mitsuya, Patrik Thuiner, Eraldo Oliveri, Filippo Resnati, Takeshi Fujiwara, Hiroyuki Takahashi, Christina Streli, Leszek Ropelewski
Organizer
15th RD-51 Collaboration Meeting
Place of Presentation
Geneva, Switzerland
Year and Date
2015-03-16 – 2015-03-20
Related Report
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[Presentation] 大面積Glass GEMの開発2015
Author(s)
三津谷 有貴、藤原 健、伏江 隆、高橋 浩之
Organizer
第29回 研究会 「放射線検出器とその応用」
Place of Presentation
高エネルギー加速器研究機構, 茨城県
Year and Date
2015-02-03 – 2015-02-05
Related Report
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[Presentation] The recent study of Glass GEM2014
Author(s)
Yuki Mitsuya, Takeshi Fujiwara, Hiroyuki Takahashi
Organizer
Symposium on Radiation Measurements and Applications XV
Place of Presentation
Michigan, U.S.
Year and Date
2014-06-09 – 2014-06-12
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