光ファイバー検出器を用いた放射線計測技術の高度化に関する研究

光纤探测器辐射测量技术进展研究

• 批准号: 12F02076
• 负责人: 三澤 毅
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02076/
• 关键词: 中性子計測; 光ファイバー; チェレンコフ光; ガドリニウム; ルチル; KUR

近年、光ファイバーを用いた様々な中性子検出器の開発が進められてきた。光ファイバーは離れた場所から測定することができる、細径のため狭い空間に挿入することができ空間分解能が高いなどの特徴を持っており、金属被覆を用いた光ファイバーであれば600℃以上という過酷な高温環境であっても使用することができる。しかし、これまで広く用いられてきた中性子との反応により生成された荷電粒子を光に変換するシンチレータは高温では使用できないという問題点がある。そこで本研究の目的は、高温環境で使用できるような細径の中性子検出器として、チェレンコフ光を測定することにより熱中性子を測定することができる新しい光ファイバー検出器を開発することである。様々な核種を検討した結果、中性子のコンバータとしては反応断面積が大きいガドリニウム(融点約1300℃)の箔を用い、チェレンコフ光を発光させる媒質としてはルチル(TiO_2)結晶(融点約1800℃)を用いた検出器プローブを作成した。ガドリニウム箔に中性子が吸収されることにより転換電子またはγ線が放出され、それによりルチル結晶中で発生したチェレンコフ光を光ファイバーで伝送し、光電子増倍管により電気信号に変換することができる。この検出器を用いて京都大学原子炉実験所の研究用原子炉(KUR)の熱中性子導管において様々な条件下で熱中性子の測定を行った。実験とモンテカルロ計算コードMCNPXによる解析の結果により、この検出器プローブに入射する熱中性子束とガドリニウムから発生するγ線により生成されるルチル結晶中での電子強度との間に比例関係があることを確認することができた。従って、チェレンコフ光を用いる本手法は中性子を測定する手法として有効であり、今後、高温や高線量下のような過酷な環境においても利用できる新しい細径の光ファイバー中性子検出器を開発することができることが判った。

In recent years, the development of optical sensors has been advancing. Light and metal coating can be used in high temperature environment above 600℃. The problem of high temperature use is that charged particles are generated in the middle of the reaction. The purpose of this study is to use a thin diameter optical detector in a high temperature environment. As a result of the investigation of the nuclide, the intermediate crystal has a large cross-sectional area (melting point about 1300℃) and a thin film. The intermediate crystal (TiO_2) has a light emitting surface (melting point about 1800℃) and a thin film. In the case of a semiconductor device, the absorption of electrons and emission of gamma rays occur in the crystal, the transmission of light and the conversion of electrical signals occur in the optoelectronic multiplier tube. This detector was used to measure the thermal neutrality of the KUR reactor under different conditions. The results of the analysis of the electron intensity in the crystal are confirmed by the proportional relationship between the electron intensity and the gamma ray generated by the incident thermal neutral beam and the gamma ray generated by the detector. This method is used to measure the neutral component. In the future, under high temperature and high temperature, the temperature is too cool. In the environment, the temperature is too high. In the future, the temperature is too low. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too low. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too low. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too low. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too low. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too low. In the environment, the temperature is too cool. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too cool. In the environment, the temperature is too high. In the environment, the temperature is too cool. In the environment, the environment, the temperature is too cool.

项目成果

Multi-dimensional fiber-optic radiation sensor for ocular proton therapy dosimetry

• DOI: 10.1016/j.nima.2011.09.063
• 发表时间: 2012-12
• 期刊: Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section A-accelerators Spectrometers Detectors and Associated Equipment
• 影响因子: 1.4
• 作者: K. Jang;W. Yoo;J. Moon;Ki-Tek Han;B. Park;D. Shin;Sung Yul Park;Bongsoo Lee

Development of a fiber-optic Cerenkov radiation sensor to verify spent fuel : Characterization of the Cerenkov radiation generated from an

开发用于验证乏燃料的光纤切伦科夫辐射传感器：表征由核燃料产生的切伦科夫辐射

• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of the Korean Physical Society
• 影响因子: 0.6
• 作者: K. W. Jang;W. J. Yoo;S. H. Shin;et al.
• 通讯作者: et al.