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Development of Gamma source location estimation technology by using voxel-type detector and Machine-Learning

利用体素型探测器和机器学习开发伽马源位置估计技术

基本信息

批准号：
21K04577
负责人：
木村祥紀
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

大規模公共行事等における核・放射線テロの脅威への対策である核セキュリティにおいて、人や物資が複雑に流れている状況下で放射線を即時に検知し、かつその発生源を迅速に特定することが必要不可欠となる。本研究では、異常な放射線の発生位置を迅速に推定することが可能な方向感度型ガンマ線検知装置（Direction Sensitivity Gamma Detector: DSGD）の開発を最終目標とし、ボクセル型検出器と機械学習を組合わせた新しいガンマ線発生位置推定技術に関する基礎研究を実施する。令和4年度は、ボクセル型検出器モジュールで測定したガンマ線スペクトルの情報から線源位置を推定する手法を検討し、モンテカルロシミュレーションにより事前に構築したボクセル型検出器モジュールの応答関数データベースを元にして自動的に測定線源の立体角及び距離を推定するアルゴリズムを開発した。線源測定をシミュレートしたテストデータにより線源位置推定アルゴリズムの性能評価により、モジュールから一定の距離範囲において測定線源の立体角及び距離を高精度で推定できることを実証し、その範囲や性能向上に向けたモジュール設計の最適化に関する方策を明らかにした。また、標準線源を使用してヨウ化セシウム（CsI(Tl))シンチレータをベースとしたボクセル型検出器モジュールの基礎特性を評価し、線源位置推定アルゴリズム性能評価のための測定データを取得した。これらの本成果を国内学会やシンポジウムにて報告した。

In the case of large-scale public activities, such as nuclear and radiation threats, it is necessary to detect radiation in real time and identify its origin quickly under the conditions of nuclear and human resource recovery. This study is aimed at the development of a Direction Sensitivity Gamma Detector (DSGD) for the purpose of rapidly estimating the position of abnormal radiation emission. In 2005 and 2004, the method for estimating the position of the line source by measuring the distance between the line source and the line source was discussed, and the method for estimating the distance between the line source and the line source by automatically measuring the solid angle of the line source was developed. Line source determination, measurement of solid angle and distance, estimation of line source position and optimization of line source design. The standard line source is used to estimate the basic characteristics of the CsI(Tl) detector and to estimate the position of the line source. The results of this study were reported to the Chinese Academy of Sciences.