共鳴領域中性子イメージング手法の開発

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23760825
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 富田 英生 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20432239)
• キーワード: 中性子イメージング / 熱外中性子 / ガス検出器 / 共鳴フィルタ

研究概要

先進がん治療法である硼素中性子捕捉療法や原子炉における放射化量評価、および非破壊元素イメージングにおいてその利用が進んでいる熱外エネルギー領域の中性子（熱外中性子）の空間分布を高精度・高分解能に測定できる画像検出器を開発することを目的とし、ガス電子増幅器（GEM）を用いた中性子画像検出と共鳴フィルタ法による熱外中性子の選択的検出に基づく画像検出器の開発を行った。平成２３年度に実施された、格子状共鳴フィルタ形状を用いた試作検出器による基礎実験による基本構成要素の特性評価結果に基づき、平成２４年度は、下記を実施した。
前年度までに検討した格子状共鳴フィルタを用いる場合、測定対象中性子ビームの角度拡がりが無視できない中性子場に対しては空間分解能が低下するため、モンテカルロシミュレーション計算に基づき、熱外中性子イメージングに対する符号化開口共鳴フィルタの適用を検討した。BNCT用熱外中性子場を模擬したエネルギースペクトルを有する中性子場に対し、符号化開口共鳴フィルタを通過した熱外中性子像を画像検出器により記録し、共鳴フィルタ形状の符号化開口パターンに対応する復号化配列にてデコーディングすることで、線源位置での熱外中性子空間分布を推定できることが示された。また、共鳴フィルタ法に対する画像検出器データ処理系について整備し、京都大学原子炉実験所電子線形加速器（KURRI-LINAC）パルス中性子源において、共鳴フィルタ開口パターンに対応する記録像を得ることに成功し、コントラスト、検出器入射面に対する応答の一様性など評価した。以上の結果より、共鳴フィルタ法に基づく熱外中性子イメージング手法の基本特性と設計指針が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Epithermal Neutron Camera based on resonant energy-filtered imaging with GEM (2012)
  • 著者名/発表者名: H Tomita, C Shoda, J Kawarabayashi, T Matsumoto, J Hori, S Uno, M Shoji, T Uchida, N Fukumoto and T Iguchi
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 7 ページ: C05010
  • DOI: 10.1088/1748-0221/7/05/C05010
  • 査読あり
• [学会発表] 熱外中性子イメージングのためのコーデッド共鳴フィルタの設計検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林拓矢，富田英生，福本靖，井口哲夫，河原林順，松本哲郎，堀順一，宇野彰二
  • 学会等名: 日本原子力学会2013年春の年会
  • 発表場所: 近畿大学東大阪キャンパス
  • 年月日: 20130326-20130328
• [学会発表] 熱外中性子イメージングにおけるコーデッド共鳴フィルタの適用検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林拓矢、富田英生、井口哲夫、河原林順、松本哲郎、堀順一、宇野彰二
  • 学会等名: 第27回「放射線検出器とその応用」研究会
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
  • 年月日: 20130205-07
• [学会発表] 熱外中性子イメージングにおけるコーデット共鳴フィルタの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林拓矢，富田英生，福本靖，井口哲夫，河原林順，松本 哲郎，堀順一，宇野 彰二 ，ムディットラストギ
  • 学会等名: 日本原子力学会第44回中部支部研究発表会
  • 発表場所: 名古屋大学ベンチャーラボラトリ３階ベンチャーホール
  • 年月日: 20121213-20121214
• [学会発表] Development of Epithermal Neutron Imaging with Designed Resonance Filter (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tomita, T. Kobayashi, J. Kawarabayashi, C. with Ag Filter(×10-3counts/neutron)without Ag Filter(×10-3counts/neutron)Difference(×10-3counts/neutron)Exp. 1.69±0.08 2.23±0.09 0.5±0.1Cal. 1.01±0.03 1.48±0.04 0.48±0.05Shoda, N. Fukumoto, J. Hori, T. Matsumoto, S. Uno, M. Shoji, T. Uchida, T. Iguchi
  • 学会等名: IEEE Nuclear Science Symposium 2012
  • 発表場所: Anaheim, California, USA
  • 年月日: 20121027-1103
• [学会発表] 熱外中性子イメージングにおけるコーデット共鳴フィルタの適用検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小林 拓矢、富田 英生、Mudit Rastogi、照田 千尋、井口 哲夫、河原林 順、松本 哲郎、堀 順一、宇野 彰二、内田 智久、庄子 正剛
  • 学会等名: 応用物理学会 放射線分科会 第24回放射線夏の学校
  • 発表場所: つくばグランドホテル
  • 年月日: 20120806-20120808
• [学会発表] Epithermal Neutron Imaging Using GEM Detectors with Resonance Filter (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Tomita, C. Shoda, N. Fukumoto, J. Kawarabayashi, J. Hori, T. Matsumoto, S. Uno, M. Shoji, T. Uchida, T. Iguchi
  • 学会等名: IEEE 2012 Symposium on Radiation Measurements and Applications (SOEMA2012)
  • 発表場所: Oakland Marriott City Center, Oakland, California, USA
  • 年月日: 20120514-20120517