ＫＵＲ　Ｅ２ポートにおける中性子イメージング研究の概要

ＫＵＲ　Ｅ２ポートにおける中性子イメージング研究の概要ＫＵＲ　Ｅ２ポートにおける中性子イメージング研究の概要理化学研究所　社会知創生事業　　イノベーション推進センターものづくり高度計測技術開発チーム　　　　　　　　　広田克也共同研究者理研　山形豊、大竹淑恵、王盛、朱正明、森田晋也、横田秀夫、島崎勝輔大阪大学　世良俊博京大炉　川端祐司、日野正裕、北口雅暁、斉藤泰司ＫＵＲ共同利用：２３Ｐ１２－７「中性子ラジオグラフィによる工業製品の内部情報取得とＶＣＡDシステムによるシミュレーション」ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

ＫＵＲ　Ｅ－２ポートの概略 • ラジオグラフィーポート　Ｅ－２ • 医療照射用重水タンクより得られる熱中性子線を利用したラジオグラフィーポート • 常設の中性子カメラを設置（Ｈ２２年10月） • 105n/cm2/秒程度の中性子強度 • 直径約１５㎝のビーム面積ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

Ｅ２に設置したカメラ • Bitran BU-53LN • 解像度　4008x2672pixel 36mmx34mm　冷却～-20℃ (通常0℃で使用) • 分解能 56μｍ～１８μｍ（計算上）　／　中性子画像としては～100μm 冷却CCDカメラ１１００万画素レンズ　８５ｍｍF1.4 シールドボックス（既設）シンチレータ厚さ１００μｍ有効面積１５０ｘ１５０ｍｍ中性子ビームミラーサンプル（φ１５ｃｍｘ１５ｃｍ）ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

KURE-2 カメラの設置状況 ・簡易マニュアルの整備・透過像測定はいつでもＯＫ・透過像測定時間１分―１０分・ＣＴ測定は回転ステージの　角度調整が少々面倒・ＣＴ測定時間：１ＭＷで１晩　５ＭＷで２－３時間・皆様有効にご利用ください　（Ｂ４より強度は弱いが　　　　　　　　　　　視野が広い）シンチレータカメラ本体とステージ制御BOX カメラ本体カメラ取り付け完了ビーム出口シールドボックス扉サンプル設置場所ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

1年間使用したところ、だいぶ放射線劣化してきた1年間使用したところ、だいぶ放射線劣化してきたフィルター使用前３分照射 ↑　　1年間使用後：１０分照射（拡大してピクセルが見えるように表示）現状では「ImageJ」などの画像表示ソフトのノイズフィルターで除去可能な程度ＫＵＲ　中性子イメージング研究会フィルター使用後

高感度カメラの利用 短時間測定を目指して高感度ＣＣＤカメラをテスト　・ＡＮＤＯＲ　iXon3 1024x1024, 13μm2, 　　空水冷可能（最近は水冷で使用）　・カメラの交換作業は１，２時間程度　　現状の暗箱などがそのまま使える　・　カメラが高価であり、放射線劣化の可能性も　　高いので、使用時のみ理研から持ち込み５ＭＷで１秒露光(16bit emgain:300) ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

簡易中性子モニター「Ｌｉ６中性子計」の開発簡易中性子モニター「Ｌｉ６中性子計」の開発ＫＥＫ　佐藤節夫理研　広田克也ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

開発の目的： 各ビームポートで簡単に中性子強度を測定したいこれまでは3He比例計数管（0次元）を使用した検出器を利用　　・常設しているビームポートでは便利だけど、常備されているとは限らない　　・ガス圧いくつ？印加電圧は？　←　たまに使おうとすると資料がない　　・新たに購入しようとすると、それなりの値段がする　　・配線が面倒で取り回しが不便な時もあるとりあえず簡単に中性子ビーム強度が測定したい　　・精密測定は3Heを利用すればよい　　　　　　簡易測定に特化　→　将来的に高度応用化　　・なるべくコンパクトにして、扱いやすくする　　・TOFも当面考えない：　平均強度が判ればよい中性子用のサーベイメーターみたいなものを作ればよいダイナミックレンジは大きく取りたいＫＵＲ　中性子イメージング研究会

検出器を実現するために シンチレーターを採用（現在はＬｉガラスシンチ）　　・Ｌｉの含有量が正確に判っているので、吸収率が計算可能　　・光量が割と大きく、はっきりとしたピークが測定可能　　・減衰時間の主成分が50－70n秒であり、結構速い　　・ガンマ線感度が若干あるので、閾値（ＬＬＤ）設定が大事　　・シンチレーターは交換可能光センサーとしてシリコン光検出素子（ＭＰＰＣ）を採用　　・ＰＭＴに比べて非常に小型、印加電圧も低い（～80Ｖ程度）　　　　　→　電池駆動が可能に　　・高速動作可能、S/Nも良い　　・温度依存性があるので印加電圧の調整機構も導入　　・1012/cm2程度の積算中性子照射で出力信号が小さくなる簡易測定系として利用できるようなコンパクトな回路系　　・ADC+FPGA(32bit cpu)+液晶画面　　・ネットワーク出力端子　　・単３型充電池4本使用（4－5時間駆動）ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

試作機（ver1）をＫＵＲ　Ｅ２でテスト開始 1ＭＷ時の測定３３００ｃｐｓ　→　8x104n/cm2/秒他の測定からの類推値　 8x104n/cm2/秒 5MW時の測定 13kcps 　　 → 3x105 n/cm2/秒他の測定からの類推値　 4x105n/cm2/秒高係数率側で若干数え落とし？　　　　　　　　詳細確認中吸収率 1.8Åとして７７％中性子波長（Å）Ｖｅｒ２ではＰＨＡ分布も表示できるようにしたＫＵＲ　中性子イメージング研究会

まとめ １．Ｅ２ポートで中性子ラジオグラフィ用の環境整備　　・冷却ＣＣＤカメラを設置し利用可能　　・マニュアルも整備：ラジオグラフィは簡単に可能　　・測定時間１分―１０分　　・小型ステージを利用してＣＴ測定も可能（位置調整必要）　　・測定時間一晩（１ＭＷ）、２-３時間（５ＭＷ）　　・高感度カメラ等に交換することで、より短時間の測定可能　　・カメラに放射線劣化が見られる。遮蔽を強化する必要あり　　・今年はビームシャッター周りの改造が行われる？？　　　　　ビームon/offが機能的に！　　・みなさんどうぞご利用ください（今年度も理研以外に、茨城大、岩手大、ＪＡＥＡなどが利用）２．簡易中性子モニター検出器の開発　　・簡単にビーム強度が測れるモノ　　・遮蔽の様子なども確認できる　　・回路部分は他検出器にも応用可能：3Ｈｅ用も試験中ＫＵＲ　中性子イメージング研究会

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