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本研究では、長さ80cmの大型角柱型シンチレーション検出器を1)位置敏感型検出器として用いるための測定系、データ収集系の開発を行い、2)実際にラジオグラフィに応用し、実用上の問題点の洗い出しを行った。
1)大型角柱型シンチレーション検出器の位置敏感型検出器としての利用法の確立
本検出器を位置敏感型検出器として用いる手法としてa)両端の光電子増倍管からの信号の時間差を利用する方式とb)信号の波高の比を利用する方式が考えられるため、両者を比較検討した。その結果a)の方式が優れていることが判明した、それに合わせた測定回路、データ処理システムの開発を行った。開発した方式を用い、検出器にコリメートした中性子を入射させ位置分解能を測定した結果、位置分解能は約6cmであった。
2)ラジオグラフィへの応用
炭素、ポリエチレン、鉛、鉄等のステップ状のサンプル(厚み5cm〜30cm)を用意し、14MeV中性子源を用いて1次元ラジオグラフィを行った。その結果、ポリエチレンのステップ(5cmt以下)の識別、ポリエチレン(15cmt)中のボイド(5cmt)の検出、鉄(10cmt)を透過してのポリエチレン(5cm)の識別が可能であった。大型の物質の識別する上では、大型の検出器と高速中性子の利用は有効であると考えられる。今回の測定では加速器を用いた中性子源を用いたため、測定時間は数分であった。RI中性子源を用いた場合には数倍の時間がかかるが、測定時間から見ると十分実用になると考えられる。
応用上の問題としては、検出器の分解能が6cm程度であるため、解像度が6cm程度に制限されることである。高速中性子ラジオグラフィで問題と考えられる散乱線の影響は、条件によっても異なるが6cm程度の分解能では特に影響ないことが分かった。
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