| 研究課題/領域番号 |
20K04656
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
藤田 訓裕 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (60532364)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 散乱中性子イメージング / 3次元計測 / コンクリート / 高速中性子 |
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| 研究実績の概要 |
コンクリートを劣化させる原因となる滞水がコンクリート内部にある場合について、非破壊で３次元的にイメージングを行うことが目標である。加速器駆動型の中性子源と中性子検出器を用いた計測システムの開発を進めている。コンクリートに高速中性子ビームを照射して内部で散乱・減速を繰り返して、最終的に表面まで戻ってきた熱中性子を計測することで、内部の情報を引き出すという手法である。
これまでの研究ではヘリウム３を用いた２次元位置検出器を用いて、２次元的に水の分布を計測することは可能であったが、本研究では中性子のエネルギー帯によって感度が違う２種類の検出器を用いることで、深さ方向の分布を計測可能とする計画である。光速の1%程度の速度を持つ高速中性子用と、音速程度の速度を持つ熱中性子用の2種類の検出器を用いることを考えている。熱中性子検出器については既存のヘリウム3を用いた検出器を使用するため、今回は高速中性子を2次元イメージングできる検出器の開発を行う。
高速中性子を計測できる水素を多く含んだプラスチックシンチレータで、かつガンマ線のバックグラウンドを効率的に除去するため、放射線の種類によって出力される光信号の波形が異なるシンチレータを採用した。光検出にはシリコンフォトマルチプライヤーを採用し、出直された電気信号はプリアンプで増幅された後、デジタイザによってデータ収集される。
これらイメージング検出器を製作後、理研小型中性子源RANS-IIを用いて、性能評価実験を行い。コンクリート内部の水分について3次元計測が可能であるかどうかの、実現可能性評価を行う。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2021年度ではモンテカルロシミュレーションによる構造設計を行い、検出器の最適な素材および形状を決定した。その結果をもとに、必要な面積を覆うことができるシンチレーターの手配を行った。読み出し回路に関しても、光検出器およびアンプについて必要な数をそろえることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
読み出し回路の製作を行った後、2022年度中に理研小型中性子源RANS-IIからの中性子ビームを用いた性能評価実験を行い。高速中性子のイメージング検出器としての実現可能性を評価する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
検出器用の回路について納期が間に合わず、2022年度に購入することになったため。
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