新原理の中性子検出器で拓く大強度ビーム加速器施設の放射線安全

新原理中子探测器研制的高强度束流加速器装置的辐射安全

• 批准号: 22K04995
• 负责人: 山崎 寛仁
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04995/
• 关键词: 高エネルギー大強度加速器; 中性子検出器; 放射線安全; 高エネルギー加速器施設; 大強度加速器施設

本研究は、高エネルギー・大強度加速器を安全に運用するために必要な、これまで広く使用されてきた検出器とは異なる測定原理で中性子のエネルギースペクトルを測定する検出器を開発し性能評価を行うことで、高エネルギー・大強度放射線のエネルギー測定手法を確立することを目指してる。高エネルギー・大強度加速器施設を安全に運用するためには、厚い遮へいを通過した後の中性子エネルギースペクトルを測定し、放射線の発生源に対する遮へいが想定通りに行われているかを検証することが必要である。大強度加速器に起因する放射線場を測定するためには、高線量場において正常に動作し、主な放射線成分であるガンマ線と中性子を精度良く弁別する能力が必要となる。中性子のエネルギー測定のためには、従来、液体シンチレータを用いた検出器や、ボナー球検出器の単色中性子に対する応答を用い、測定した検出器出力をアンフォールドする事で測定した中性子のエネルギースペクトルを求める手法が主に用いられてきた。本研究では、測定システムとは動作原理が異なる、物質量の大きな無機結晶シンチレータを母材とする新しい中性子検出器を開発し、その性能を評価し、大強度陽子加速器施設にて実運用を行う研究である。令和4年度は、試作する検出器に使用する無機結晶シンチレータの基本的な性能を評価し、宇宙線に含まれるミュオンなどを用いて検出器の応答を測定することを計画していたが、次に述べる理由によりそこまで到達できなかった。

这项研究旨在开发和评估一种采用不同于传统探测器的测量原理来测量中子能谱的探测器的性能，这对于高能、高强度加速器的安全运行是必要的。 ，我们的目标是建立一种测量高能、高强度辐射能量的方法。为了安全运行高能、高强度加速器设施，有必要测量穿过厚屏蔽层后的中子能谱，验证辐射源是否按预期被屏蔽。为了测量高强度加速器引起的辐射场，需要具备在高剂量场中正常工作的能力，并准确地区分主要辐射成分伽马射线和中子。传统上，为了测量中子的能量，使用使用液体闪烁体的探测器或邦纳球探测器对单色中子的响应，并且通过展开测量的探测器输出来获得测量的中子的能谱。主要使用。在这项研究中，我们将开发一种基于具有大量材料的无机晶体闪烁体的新型中子探测器，其与测量系统具有不同的工作原理，评估其性能，并在高强度质子加速器上进行实际运行这是研究设施。 2020年度，我们计划对原型探测器中使用的无机晶体闪烁体的基本性能进行评估，并使用宇宙线中包含的μ介子等来测量探测器的响应，但由于以下原因未能达到这一目标。