Development of Gamma source location estimation technology by using voxel-type detector and Machine-Learning

利用体素型探测器和机器学习开发伽马源位置估计技术

• 批准号: 21K04577
• 负责人: 木村 祥紀
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04577/
• 关键词: 線源位置推定; ボクセル型検出器; モンテカルロシミュレーション; 放射線計測; 核セキュリティ; 機械学習; ガンマ線源位置; 核・放射線テロ

大規模公共行事等における核・放射線テロの脅威への対策である核セキュリティにおいて、人や物資が複雑に流れている状況下で放射線を即時に検知し、かつその発生源を迅速に特定することが必要不可欠となる。本研究では、異常な放射線の発生位置を迅速に推定することが可能な方向感度型ガンマ線検知装置（Direction Sensitivity Gamma Detector: DSGD）の開発を最終目標とし、ボクセル型検出器と機械学習を組合わせた新しいガンマ線発生位置推定技術に関する基礎研究を実施する。令和4年度は、ボクセル型検出器モジュールで測定したガンマ線スペクトルの情報から線源位置を推定する手法を検討し、モンテカルロシミュレーションにより事前に構築したボクセル型検出器モジュールの応答関数データベースを元にして自動的に測定線源の立体角及び距離を推定するアルゴリズムを開発した。線源測定をシミュレートしたテストデータにより線源位置推定アルゴリズムの性能評価により、モジュールから一定の距離範囲において測定線源の立体角及び距離を高精度で推定できることを実証し、その範囲や性能向上に向けたモジュール設計の最適化に関する方策を明らかにした。また、標準線源を使用してヨウ化セシウム（CsI(Tl))シンチレータをベースとしたボクセル型検出器モジュールの基礎特性を評価し、線源位置推定アルゴリズム性能評価のための測定データを取得した。これらの本成果を国内学会やシンポジウムにて報告した。

核安全是针对大型公共活动等核与辐射恐怖主义威胁的对策，在人员和物资流动复杂的情况下，需要立即检测辐射并快速识别其来源。 . 变得至关重要。本研究的最终目标是通过结合体素探测器和机器学习，开发一种能够快速估计异常辐射位置的方向灵敏度伽马探测器（DSGD），我们将对新型伽马射线产生位置估计技术进行基础研究。在2020财年，我们研究了一种根据体素探测器模块测量的伽马射线谱信息估计源位置的方法，并基于通过蒙特卡罗模拟预先构建的体素探测器模块的响应函数数据库，我们开发了一种算法来自动估计源位置。估计测量源的立体角和距离。通过使用模拟源测量的测试数据评估源位置估计算法的性能，我们证明了在距模块一定距离范围内可以高精度估计被测源的立体角和距离，并提高了范围和性能我们明确了未来优化模块设计的策略。我们还使用标准源评估了基于碘化铯（CsI（Tl））闪烁体的体素型探测器模块的基本特性，并获得了用于评估源定位算法性能的测量数据。这些成果在国内学术会议和研讨会上均有报道。

项目成果

ボクセル型検出器モジュールによるガンマ線源の位置推定技術開発 -ボクセル型検出器モジュールを対象とした線源位置推定アルゴリズムの検討-

使用体素型探测器模块的伽玛射线源位置估计技术的开发 - 体素型探测器模块的源位置估计算法研究 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 木村祥紀;高橋時音
• 通讯作者: 高橋時音

ISCNにおける核鑑識・核検知に関する放射線技術開発

ISCN 核法证学和核探测辐射技术开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村祥紀;高橋時音;弘中浩太;持丸貴則;小泉光生
• 通讯作者: 小泉光生

ボクセル型検出器モジュールによるガンマ線源の位置推定技術開発-モンテカルロシミュレーションによるボクセル型検出器モジュールによる線源位置推定の有効性検討-

使用体素型探测器模块开发伽马射线源位置估计技术 - 使用蒙特卡罗模拟检查使用体素型探测器模块的源位置估计的有效性 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 木村祥紀;高橋時音
• 通讯作者: 高橋時音