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高エネルギー中性子が生体内に入射する際に発生する二次荷電粒子は核種種類によって異なる線エネルギー付与を持つため、弁別して測定することは重要である。本研究では二次荷電粒子の粒子識別を行うための手法として、同じエネルギーを持つそれぞれの荷電粒子の飛程の違いを利用する方法を提案している。粒子の飛程はマルチワイヤ検出器の個々の信号ラインから決定し、一方エネルギー情報はそれぞれの信号ラインを結合して測定する。本年度は検出可能エネルギー領域を拡大することと荷電粒子の弁別測定を行った。以下に具体的な研究成果を述べる。既存システムの有感体積を拡大するために新たな圧力容器のを適用した。ドリフトケージを長くし、飛程の測定範囲を広げることで有感エネルギー領域の拡大に成功した。また電界計算、絶縁特性試験を行い、エネルギー分解能の低下につながる電子付着が起こりにくい希ガスを選択することで飛程情報の劣化が少ないシステムを確立することができた。また、最適なガス条件を決定し、十分なガスゲインをを得ることができた。
荷電粒子弁別実証測定は原子力機構のFNS施設で行った。製作したシステムの特性試験として、アルミニウム薄膜ターゲットに14MeV中性子を入射させることによって発生する荷電粒子の放出角(飛程)とエネルギー情報の同時測定を行うことに成功した。本研究の飛程識別手法を用いることで高効率で精度よく検出できることを実証した。
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