ガリウム結晶熱中性子検出器による環境中性子時系列計測と太陽フレア相関

使用镓晶体热中子探测器和太阳耀斑相关性进行环境中子时间序列测量

• 批准号: 09878093
• 负责人: 的場 優
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09878093/
• 关键词: GSO結晶; 環境中性子; 時系列計測; 太陽フレア相関; 熱中性子検出器

高感度熱中性子検出器を使用して環境中熱中性子を測定することにより、たとえば核燃料施設などの臨界安全監視の信頼性向上に寄与するほか、太陽フレア活動と環境中の熱中性子との相関関係についても貴重な情報が得られると期待される。しかしながら、熱中性子検出器の感度が不充分なため、特に時系列測定には高感度熱中性子検出器の開発が強く望まれる。GSO結晶は、近年実用化されたシンチレータであり、電子線や中高エネルギー陽子などのエネルギー測定に適すると報告されている。結晶中に含まれるGd元素は熱中性子捕獲断面積が非常に大きく、結晶の密度も大きいため、GSO結晶を熱中性子検出器として使用すれば高感度測定が可能になると期待できる。実用化の際の問題点は、中性子/ガンマ線の分離を効率良く行う点である。そこで、GSO結晶をプラスチックシンチレータで囲み、両シンチレータからの信号の時間差を利用することが考えられる。この時間差は、プラスチックシンチレータ中での中性子減速時間に相当し、数十ナノ秒程度であると考えられる。ADCでGSO信号の波高を測定すると同時にTACで時間差を測り、遅延時間ゲートのタイミングを遅くしつつ、GSO中性子応答スペクトルの強度変化を詳細に調査した。その結果、15ナノ秒の遅延時間によりガンマ線事象の除去が可能となることがわかった。中性子感度についてはまだ不充分であり、幾何学的形状の最適化を図る必要がある。一方、時系列測定に関しては、ADCのクロック周波数を直接読み込む方法を用いたシステムを開発した。NaIシンチレータにより^<137>Csからのガンマ線時系列測定に成功した。

High sensitivity thermal neutron detectors are used to detect thermal neutron in the environment. The critical safety monitoring information of nuclear fuel facilities is transmitted to the high sensitivity thermal neutron detectors. The correlation between solar radiation activity and thermal neutron in the environment is expected. The sensitivity of the thermal detector is insufficient, and the development of the thermal detector with high sensitivity is not expected. GSO crystals have been used in recent years to determine the molecular weight of the electron in the electron line. The crystal contains Gd element and thermal neutrals capture area is very large, the crystal density is very large, GSO crystal thermal neutrals detector is possible to use high sensitivity measurement. The problem point of application transformation is reverse, neutral sub-line separation, and good behavior point. The time difference between the signal and the crystal of GSO is used. The time difference is equal to or greater than ten seconds. ADC, GSO signal wave height measurement, TAC, time difference measurement, delay time measurement, GSO, GSO, sub-signal intensity measurement, detailed investigation. The result is 15 seconds and the delay time is 15 seconds. Sub-sensitivity is not sufficient, geometric shape optimization is necessary. A method for determining the frequency of a square, time series and ADC is developed. The <137>test results were successful.

项目成果

D.Konishi 他3名: "Response of GSO scintillator to thermal neutrons" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A420. 467-472 (1999)

D.Konishi 和其他 3 人：“GSO 闪烁体对热中子的响应”核仪器和物理研究方法 A420 (1999)。