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J-PARC/MLFの生命物質構造解析装置に実機として供与することのできる波長シフトファイバを用いた高検出効率,高位置分解能型2次元シンチレータ中性子検出器を開発した。検出器を構成する各要素について当該装置仕様に基づいて最適化し高性能化を図った。有感面積13.3times13.3cm2,不感面積率30%以下であるコンパクトなプロトタイプ検出器を試作しISISパルス中性子源にてその動作性能を確認した。開発した2次元検出器は当該装置に要求された仕様をほぼ満足するものであった。, A compact two-dimensional neutron detector was developed for iBIX instrument in the J-PARC/MLF. The specifications required for the detector were a spatial resolution of less than 1 mm, a detector efficiency of more than 50% for thermal neutrons, a gamma sensitivity of less than 106, detector coverage of around 15times15 cm2 with least dead area, compactness, modularity, and a pulse pair resolution of less than 2 mus. The detector components were studied in detail and optimized for the purpose. The compact prototype detector that has a neutron sensitive area of 13.3times13.3 cm2 was made and feasibility of the detector was demonstrated successfully in the experiments at the ISIS pulsed neutron source., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2008-115

ENGIN-X型1次元中性子シンチレータ検出器の性能向上を目的として新規なZnSシンチレータ,光リフレクタ、及びデジタル信号処理装置の開発を行った。ZnSシンチレータに関してはさらなる高速・高検出効率化を図るためZnSを基本とした各種シンチレータを試作しその性能を評価した。その結果、開発したZnS/10B2O3シンチレータによるとISIS標準シンチレータよりも検出効率が2割改善することを確認した(中性子波長1{AA)。また、シンチレータを装填する光リフレクタに関しては白色塗料を使用せず表面エッチング処理により製作する手法を開発した。これにより従来と同様の光散乱能を有しかつ経年変化にも強い光リフレクタを実現した。さらにフィールドプログラマブルゲートアレイによる全デジタル化フォトンカウンティング信号処理装置を開発しこれまでのアナログ回路による信号処理系と比べて中性子計数の温度安定性が改善することを実証した。, New ZnS scintillator, light reflector and digital signal processing modules were developed to upgrade the Japanese ENGIN-X type linear scintillation neutron detector. The developed ZnS/10B2O3 scintillator improved detector efficiency by a factor 1.2 for neutrons with a wavelength of 1 {AA whilst the detector maintained similar gamma sensitivity and multi-count ratio compared to the present AST (4:1) scintillator. The paint coating less light reflector was developed with an aluminum reflector with etched surface. The detector implemented with this reflector exhibited similar detector performances with paint coating reflectors, confirming feasibility of the reflector with long-term stability. The digital signal-processing module incorporating photon-counting method was successfully developed. The fully digitalized photon counting system improved a temperature stability of neutron counts significantly comparing to the present analogue system., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2008-116

ENGIN-X型1次元シンチレータ中性子検出器を試作しその検出性能試験・評価を行った。試作した検出器は英国ラザフォードアップルトン研究所にて開発されたものでISISパルス中性子源ENGIN-X装置にて稼動しているものと同型である。試作した検出器はENGIN-X装置の1検出器モジュールであり、幅3mm,高さ196mmの中性子有感ピクセルが240チャンネル配置された構造を有する。検出器性能試験を行った結果、試作検出器が位置分解能3mm,中性子検出効率64%(中性子波長1.8{AA)、計数ユニフォーミティー6sim7%、60Co gamma線感度sim5times10-7を有することを確認し、大強度陽子加速器計画における残留応力解析や粉末回折実験装置に必要な1次元シンチレータ中性子検出器の国産化の見通しを得た。, The ENGIN-X type linear scintillation neutron detector was manufactured in Japan and the detector performances were evaluated. The ENGIN-X type linear scintillation neutron detector was originally developed by the detector group in Rutherford Appleton Laboratory and the Japanese prototype detector was identical to that which is one of the detector modules installed in the ENGIN-X diffractometer at ISIS pulsed neutron source. The prototype detector can install 240 elements of neutron-sensitive scintillator, where each element has 3 mm in width and 196 mm in length. The prototype detector exhibited a spatial resolution of 3 mm, detection efficiency of 64% for neutrons with wave-lengths of 1.8{AA, count uniformity of 6sim7%, 60Co gamma sensitivity of sim5times10-7. Technological transfer to the Japanese manufacturer was done successfully and the mass production of these detectors for the J-PARC project is feasible., 著者所属: 日本原子力研究開発機構(JAEA), JAEA-Research 2007-014