シンチレ-ションファイバ-を用いた核融合反応中性子の連続型空間分布計測系の開発

利用闪烁光纤开发聚变反应中子连续空间分布测量系统

• 批准号: 02680002
• 负责人: 井口 哲夫
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02680002/
• 关键词: 核燃焼プラズマ; プラズマ診断; 中性子; シンチレ-ション 光 ファイバ-; 位置検出

磁場閉じ込めDD/DTプラズマから発生する中性子の真空容器周辺における空間分布計測は、核燃焼プラズマプロファイル診断やプラズマ位置制御情報として非常に有効であるが、装置の構造が複雑なため、多数の中性子検出器を真空容器の近傍に広範かつ十分に配置するようなことが極めて困難である。そこで、本研究では、最近開発されたプラスチックシンチレ-ション光ファイバ-(PSF)に着目し、中性子入射により発生したシンチレ-ションパルスのファイバ-内伝播特性の位置依存性を利用したフレキシブルかつ連続的な中性子入射位置検出系の可能性を検討した。使用したPSFは、Bicron社製BCFー10で、約7m長のファイバ-両端面に光電子増倍管を取り付け、まず、γ線( ^<60>Co, ^<137>Cs)及び高速中性子( ^<252>Cf,DD/DT加速器中性子源)に対する光出力の照射位置依存性を測定した。その結果、光学的な減衰長(光伝送により出力が1/eになる距離)が〜1.8mになることや高速中性子により光出力がγ線よりも十分大で、光出力波高スペクトル上で識別できることが分った。また。このしきいレベルを設けた両端からの光電子増倍管出力の比を割算器を通して求めることにより、〜10cmの分解能相当で中性子位置検出が可能であることを見い出した。さらに、放射線入射によって生成されるであろう散乱中心からの後方散乱光の時系列を検出することに基づく位置検出原理の可能性も検討した。Erド-プ光ファイバ-に高速中性子を照射しながら、1mW、ピ-ク波長810nmのレ-ザ-ダイオ-ド光をパルス幅100nsで入射させ、アバランシェフォトダイオ-ド(APD)及び光オシロスコ-プで後方散乱光の検出を試みた結果、今回の計測系では、APD暗電流の変動に支配される検出限界を下回っているものの、入射光強度を1W以上にし、ファイバ-端面や接続部でのフレネル反射光等をカットする工夫を施せば検出可能性があるとの知見を得た。

Magnetic field closed じ 込 め DD/DT プ ラ ズ マ か ら 発 raw す る temper の vacuum container in week 辺 に お け る spatial distribution measuring は, nuclear fuel 焼 プ ラ ズ マ プ ロ フ ァ イ ル diagnosis や プ ラ ズ マ position system of imperial intelligence と し て very に have sharper で あ る が, device の tectonic が 雑 な た め, most の temper 検 extractor を vacuum container の nearly alongside に hiroo van か つ に match very much It is extremely めて difficult である to set するような とが とが. そ こ で, this study で は, recently 発 さ れ た プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ - シ ョ ン light フ ァ イ バ - (PSF) に temper in the yard し, incident に よ り 発 raw し た シ ン チ レ - シ ョ ン パ ル ス の フ ァ イ バ - の position dependence を 伝 seeding characteristics using し た フ レ キ シ ブ ル か つ even 続 な 検 temper the incident position out of possibility is の を 検 Ask for た. Using し た PSF は, Bicron club BCF ー 10 で, about 7 m long の フ ァ イ バ - struck end face に photoelectron raised times tube を り pay け, ま ず, gamma line (^ < > 60 Co, ^ < 137 > Cs) and び temper of high speed (^ < 252 > Cf, DD/DT accelerators temper source) に す seaborne る light output の irradiation position determination of dependence を し た. そ の results, optical な damping long (light 伝 に よ り output が 1 / e に な る) が ~ 1.8 m に な る こ と や temper of high speed に よ り light output line が gamma よ り で も quite large, high light output wave ス ペ ク ト ル で recognition on で き る こ と が points っ た. Youdaoplaceholder0. こ の し き い レ ベ ル を set け た struck the か ら の photoelectron raised times than を cut output の is implement を tong し て o め る こ と に よ り, to 10 cm の decomposition can temper position quite で 検 out が may で あ る こ と を see い out し た. さ ら に, radiation incident に よ っ て generated さ れ る で あ ろ う scattered center か ら の rear series of scattered light is の を 検 out す る こ と に base づ く position 検 out possibility principle の も beg し 検 た. Er ド - フ プ light ァ イ バ - に temper of high speed を irradiation し な が ら, 1 mw, ピ - ク wavelength of 810 nm の レ ザ - ダ イ オ - を ド light パ ル ス 100 ns で incident さ せ, ア バ ラ ン シ ェ フ ォ ト ダ イ オ - ド (APD) and light び オ シ ロ ス コ - プ で rear scattered light の 検 try out を み た results, today back to の measuring system で は, APD dark current の - move に dominate さ れ る 検 out limit を next っ て い る も の の, incident light intensity を above 1 w に し, フ ァ イ バ - end や meet 続 で movie の フ レ ネ ル reflected light such as を カ ッ ト す る time を shi せ ば 検 out possibility が あ る と の knowledge を た.

项目成果

S.Imai,T.Iguchi et.al.: "New Radiation Detector of Plastic Scintillation Fiber" Review of Scientific Instruments.

S.Imai，T.Iguchi 等人：“新型塑料闪烁纤维辐射探测器”科学仪器综述。