Ｇｌａｓｓ　ＧＥＭを用いた中性子散乱実験用検出器の開発

使用 Glass GEM 开发中子散射实验探测器

• 批准号: 14J10708
• 负责人: 三津谷 有貴
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J10708/
• 关键词: 放射線計測; マイクロパターンガス検出器; ガス電子増幅器; 中性子検出器; 放射線イメージング; 大面積検出器; 国際研究者交流

本研究課題では中性子散乱等における応用を目指し、ガラス基板を用いた気体放射線検出器を基に二次元中性子検出器を開発することを目指した。中性子散乱は物質の構造解析を行うための強力な技術であり、あらゆる科学や産業を推進するものと考えられる。近年ではJ-PARCなどの大強度パルス中性子源の開発が進んでいるが、このような大強度ビームに対応し高い放射線計数率で動作する検出器が求められている。また、従来の中性子検出媒体であるヘリウム3の価格高騰により、その代替となる検出器が求められている。我々は感光性エッチングガラス基板に多数の微細孔を形成し両面に電極を付与した、Glass Gas Electron Multiplier (Glass GEM, G-GEM)の開発を続けてきた。この両面の電極に電圧を印加すると孔内に強い電場が形成され、この強い電場によって微小な放射線信号を増幅して読みだすことができる。昨年度に30cm角の大面積の動作実証に成功し、最終年度は二次元中性子検出器の開発を目標とした。本検出器では、中性子反応断面積が大きいボロン10を用いて中性子を荷電粒子に変換し、Glass GEMによって検出するというシステムを実現した。本検出器を用いて理研RANSにおいてプラスチック玩具の中性子透過画像の取得に成功した。また中性子の検出効率を高める方法として、変換基板に微細構造を導入する試みも行った。ボロン10膜を単純に厚くすると中性子との反応確率が高くなる一方で、荷電粒子が膜中から出られなくなるため実効的な検出効率は上がらない。しかし50umピッチの微細な櫛型構造を持つアルミニウム板にボロン10膜を形成することで、中性子の進行方向に対して実効膜厚が増加し、かつ容易に荷電粒子を取り出せる仕組みとしたところ、J-PARCでの試験において、従来の平坦膜に比べて4倍の検出効率が得られた。

在这项研究中，我们旨在使用玻璃底物基于气体辐射检测器开发两个维中子检测器，旨在将其应用于中子散射。中子散射是一种用于分析材料结构分析的强大技术，并被认为可以促进任何科学和工业。近年来，已经开发了大强度脉冲中性源（例如J-PARC）的发展，但是需要以高辐射比以高辐射比运行的检测器。另外，需要替代检测器的常规中子检测介质的氦3价格。我们继续开发玻璃凝聚电子乘数（玻璃宝石，G-GEM），该速度在光敏的蚀刻玻璃基板上形成了大量微孔，并在两侧施加了电极。在两侧的电极上施加电压是在孔中形成强电场的，并且这种强的电场可以放大并读取小辐射信号。去年，他成功地展示了30厘米广场的大面积，去年他旨在发展两个维度中子探测器。在这个独立的装置中，该系统使用硼10的中子转换为充电颗粒，该硼10具有较大的中子反应部分，并通过玻璃宝石检测到。使用这种独立的仪器，兰斯成功地获得了塑料玩具的中子透明图像。另外，作为提高中子检测效率的一种方法，我们还试图在转换板上引入一个精细的结构。如果将10个硼膜简单地增厚，则与中子反应的可能性增加，但是有效检测效率不会增加，因为带电的颗粒无法从膜中脱出。但是，通过在50um螺距的铝制结构上形成10次硼膜，有效的膜厚度在中子的方向上增加，并且可以轻松提取带电的颗粒。 -PARC，与常规扁平膜相比，检测效率是四倍。

项目成果

The Latest Results of Crystalized Glass GEM

晶化玻璃GEM最新成果

• 发表时间: 2015
• 作者: Yuki Mitsuya;Patrik Thuiner;Eraldo Oliveri;Filippo Resnati;Takeshi Fujiwara;Hiroyuki Takahashi;Christina Streli;Leszek Ropelewski
• 通讯作者: Leszek Ropelewski

大面積Glass GEMの開発

大面积玻璃GEM的开发

• 发表时间: 2015
• 作者: 三津谷 有貴;藤原 健;伏江 隆;高橋 浩之
• 通讯作者: 高橋 浩之

Glass GEMの最近の研究動向

Glass GEM 的最新研究趋势

• 发表时间: 2014
• 作者: 三津谷 有貴;藤原 健;高橋 浩之
• 通讯作者: 高橋 浩之

The Recent Results of Glass Gas Electron Multiplier

玻璃气体电子倍增器的最新成果

• 发表时间: 2015
• 作者: Y. Mitsuya;P. Thuiner;E. Oliveri;F. Resnati;M. van Stenis;T. Fujiwara;H. Takahashi;C. Streli;L. Ropelewski
• 通讯作者: L. Ropelewski

A new glass GEM with a single-sided guard-ring structure

一种新型单面护环结构玻璃GEM

• DOI: 10.1080/00223131.2014.884954
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Nuclear Science and Technology
• 影响因子: 1.2
• 作者: Yuki Mitsuya;Takeshi Fujiwara;Hiroyuki Takahashi;et al.
• 通讯作者: et al.