ロッシLETカウンターの中性子・荷電粒子に対する応答特性の評価に関する研究

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本研究では、単色中性子(15MeV)の線質、線量の実験的評価を東北大学FNL、原研FNSの両加速器施設で行った。実験では、0.2〜1500keV/micronという幅広い範囲に及ぶ線エネルギー分布を導出することができた。また、壁材が異なる4種類(A150、炭素、ジルコニウム、酸化ジルコニウム)の微少ガス圧ガス比例計数管を用いて、A150、炭素、酸素、ジルコニウムの各元素の線エネルギー分布(頻度分布、線量分布)、カーマ係数、線量当量換算係数を導いて、他文献データと比較した。それぞれは、文献値とよい一致を示した。A150壁の計数管を用いて中性子の線エネルギー分布を測定する場合、低y値の中性子と高y値のガンマ線が混在することが、大きな不確定要因となったが、炭素壁の計数管と同時測定することにより、ガンマ線の分布を推測でき、中性子のみの分布をより正確に評価できた。次に陽子と重荷電粒子に対するガス比例計数管の特性を調べた。荷電粒子によりガス中に付与されるエネルギーから推測される線エネルギー分布は、実測によるものと大きく異なっていた。その異なっている分布は、粒子線のエネルギーに大きく依存しないこととガンマ線による分布に近いことから、荷電粒子により発生したδ線によるものであると考えた。これらの結果を踏まえて、微少ガス圧ガス比例計数管とプラスチックシンチレータを組み合わせて、中性子と陽子が混在する環境中で、中性子のみを弁別して中性子の線質、線量評価を行った。同時に、先と同じ4種類の壁材から構成されている計数管を用いて、高エネルギー中性子に対するA150(組織等価プラスチック)とICRU軟組織との元素組成比の違い(炭素、酸素)を補正して、線エネルギー分布、線質、線量を導いた。両物質には、吸収線量にして、7%近い差が見られた。これは、10MeV以上の高エネルギー中性子が原因であり、高エネルギー中性子が存在する場合における元素補正の必要性を示した。