2019 年度研究成果報告書

高線量下で動作するロバストで可搬なMeVオーダーγ線コンプトンカメラの開発

研究課題

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研究課題/領域番号	16K05376
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関	信州大学
研究代表者	長谷川庸司信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (70324225)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード	放射線測定器
研究成果の概要	エネルギーがMeVオーダーのγ線の入射方向を測定するコンプトンカメラは，物理学、医療、環境など広い分野で用いられる。本研究では，入射γ線による反跳電子の飛跡の測定と，散乱γ線のエネルギーと位置の測定を共通化し，散乱標的にガスを用いることにより高線量下で動作する簡素でロバストなコンプトンカメラを開発した。細分化した無機シンチレータと半導体光検出器を用いることでガス増幅とシンチレータによる蛍光を同時に読み出し,γ線に対するエネルギー分解能散と入射位置測定の性能評価を行った。シミュレーションにより入射γ線の方向を再構成のアルゴリズムの開発と評価を行った。
自由記述の分野	素粒子物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	高線量下で動作するロバストで可搬なMeVオーダーγ線コンプトンカメラは,様々な分野で用いられることが期待される。特に,放射線源の分布を視覚的に捉える事ができるため，原子炉の廃炉作業のような高線量下で活躍が期待できる。本研究では，コンプトン散乱をガスで起こすことで，高線量下での動作させること，読み出し回路を簡単にすることでロバストで可搬なコンプトンカメラを開発した。実際の環境での使用に耐え得る性能は達成できていないが，様々な新しい技術を導入することで性能を向上させることができると考えている。