JP2000206261A - Neutron detector - Google Patents
Neutron detectorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、原子力発電所、放
射線利用施設及び加速器施設において個人被ばく管理に
使用するポケット線量計に使用する中性子検出器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a neutron detector for use in a pocket dosimeter used for personal exposure control in a nuclear power plant, a radiation facility, and an accelerator facility.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は従来の中性子検出器を説明するた
めの構造図である。この従来の中性子検出器において
は、熱中性子を検出するためのシリコン検出器１１、及
び、高速中性子を検出するためのシリコン検出器１４の
２つのシリコン検出器１１，１４がそれぞれ独立に設け
られている。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a structural view for explaining a conventional neutron detector. In this conventional neutron detector, two silicon detectors 11 and 14 for detecting thermal neutrons and a silicon detector 14 for detecting fast neutrons are provided independently of each other. I have.
【０００３】そして、熱中性子を検出するためのコンバ
ータ１２及び高速中性子を検出するためのラジエータ１
５をそれぞれ放射線入射面側に設けてある。熱中性子検
出用検出器は、熱中性子がコンバータ１２、例えば１０
Ｂを含む板を透過するときに核反応によって発生するα
線を検出する。高速中性子検出用検出器は、高速中性子
がラジエータ１５、例えばポリエチレンを透過するとき
に発生する反跳陽子を検出する。[0003] A converter 12 for detecting thermal neutrons and a radiator 1 for detecting fast neutrons.
5 are provided on the radiation incident side. The thermal neutron detector detects that the thermal neutrons are in the converter 12, for example, 10
Α generated by a nuclear reaction when passing through a plate containing B
Detect lines. The fast neutron detection detector detects recoil protons generated when fast neutrons pass through the radiator 15, for example, polyethylene.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の中性子検出
器では、熱中性子、高速中性子の検出のため、半導体放
射線検出器及び検出回路が２セット必要となり、線量計
を実現する場合大型となり、コストの上で大きな負担と
なる。The above-mentioned conventional neutron detector requires two sets of semiconductor radiation detectors and a detection circuit for detecting thermal neutrons and fast neutrons, so that when a dosimeter is realized, the size becomes large and the cost becomes large. Would be a heavy burden on
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、一つの半導体放射線検出器の放射線入射
方向側上に熱中性子を核反応より荷電粒子に変換するコ
ンバータ物質及び高速中性子により反跳陽子を発生する
ラジエータ物質を備え、コンバータ物質の面積をコント
ロールすることによって熱中性子に対する感度をラジエ
ータ物質の高速中性子に対する感度と同等にするもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a converter material for converting thermal neutrons into charged particles from a nuclear reaction and charged neutrons on a radiation incident side of one semiconductor radiation detector. A radiator material that generates recoil protons, and controls the area of the converter material to make the sensitivity to thermal neutrons equal to the sensitivity to fast neutrons of the radiator material.
【０００６】また、コンバータ物質として、１０Ｂを含
有する物質か、または、６Ｌｉを含有する物質を用い
る。Further, a substance containing 10B or a substance containing 6Li is used as a converter substance.
【０００７】また、ラジエータ物質として、密度０．９
４１〜０．９６５ｇ／ｃｍ2の高密度ポリエチレン（Ｈ
ＤＰＥ）を用いる。The radiator material has a density of 0.9.
41-0.965 g / cm 2 high density polyethylene (H
DPE).
【０００８】また、半導体放射線検出器として、シリコ
ン検出器、ガリウムヒ素検出器、または、テルル化カド
ミウム検出器を用いる。Further, as a semiconductor radiation detector, a silicon detector, a gallium arsenide detector, or a cadmium telluride detector is used.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の中性子検出器によれば、
熱中性子と高速中性子とが１セットの半導体放射線検出
器及び検出回路で検出できる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the neutron detector of the present invention,
Thermal neutrons and fast neutrons can be detected by one set of semiconductor radiation detector and detection circuit.
【００１０】また、コンバータは、１０Ｂの濃縮度を高
めた材料とすることで熱中性子に対する感度は大きくす
ることができる。このとき、高速中性子に対するラジエ
ータの感度は、コンバータと同一面積の場合、１／１０
０〜１／１０００程度であり、中性子に対する感度をラ
ジエータに近づけ小さくすると、コンバータの面積は小
さくできる。[0010] Further, the sensitivity of the converter to thermal neutrons can be increased by using a material having an increased enrichment of 10B. At this time, the sensitivity of the radiator to fast neutrons is 1/10 when the area is the same as that of the converter.
When the sensitivity to neutrons is reduced close to the radiator, the area of the converter can be reduced.
【００１１】中性子検出器を使用して線量計を実現する
場合、特定のエネルギーの中性子での被ばくは考えにく
いため、検出下限値は感度の低い方の下限値に合わせ
る。従って、コンバータの面積をラジエータに対して１
／１００程度と小さくでき、それをラジエータと重ねて
もラジエータからの反跳陽子がコンバータで吸収される
割合は小さく、半導体放射線検出器及び検出回路は１セ
ットでよい。When a dosimeter is realized by using a neutron detector, it is unlikely to be exposed to neutrons of a specific energy, so the lower detection limit is set to the lower limit of lower sensitivity. Therefore, the area of the converter is 1 to the radiator.
The ratio of recoiled protons from the radiator is absorbed by the converter even when it is superimposed on the radiator, and the semiconductor radiation detector and the detection circuit need only be one set.
【００１２】本発明は上記した構成により、一つの半導
体放射線検出器の放射線入射方向側上に熱中性子を核反
応より荷電粒子に変換するコンバータ物質及び高速中性
子により反跳陽子を発生するラジエータ物質を備えた中
性子検出器とすることによって、中性子ポケット線量計
として小型化でき、コストダウンできるものである。According to the present invention, a converter material for converting thermal neutrons into charged particles by a nuclear reaction and a radiator material for generating recoil protons by fast neutrons are provided on the radiation incident side of one semiconductor radiation detector. By using the neutron detector provided, the size of the neutron pocket dosimeter can be reduced and the cost can be reduced.
【００１３】以下、本発明の一実施例の形態について図
面を参照して詳細に説明する。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は本発明の実施例を示す中性子検出器
の構成図である。図１において、１は高速中性子並びに
熱中性子を検出するためのシリコン検出器、２は熱中性
子をα線に変換するコンバータで、本実施の形態では、
１０Ｂを含有する（１０Ｂ９５％含有）ボロン板を用い
ている。３は、高速中性子を反跳陽子に変換するラジエ
ータで、本実施の形態では高密度ポリエチレンを用いて
いる。４は、シリコン検出器からの電気信号を増幅する
アンプである。FIG. 1 is a block diagram of a neutron detector showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a silicon detector for detecting fast neutrons and thermal neutrons, and 2 is a converter for converting thermal neutrons to α-rays.
A boron plate containing 10B (containing 95% of 10B) is used. Reference numeral 3 denotes a radiator for converting fast neutrons into recoil protons. In this embodiment, high-density polyethylene is used. Reference numeral 4 denotes an amplifier for amplifying an electric signal from the silicon detector.
【００１５】次に動作を説明すると、熱中性子がコンバ
ータ２を透過するときに核反応によって、α線が発生す
る。また、高速中性子が高密度ポリエチレンを透過する
とき発生する反跳陽子を検出する。そして、コンバータ
２で発生したα線がシリコン検出器１にて電気信号に変
換され、また、ラジエータ３において発生した反跳陽子
もシリコン検出器において電気信号に変換され、アンプ
４を通って増幅され、最終的に熱中性子と高速中性子と
が合わさった全体の中性子量が検出できる。Next, the operation will be described. When thermal neutrons pass through the converter 2, α-rays are generated by a nuclear reaction. It also detects recoil protons generated when fast neutrons pass through high-density polyethylene. The α-rays generated in the converter 2 are converted into electric signals in the silicon detector 1, and the recoil protons generated in the radiator 3 are also converted into electric signals in the silicon detector and amplified through the amplifier 4. Finally, the total amount of neutrons in which thermal neutrons and fast neutrons are combined can be detected.
【００１６】図２は本検出器に中性子を照射したときに
得られる中性子スペクトル図である。FIG. 2 is a neutron spectrum diagram obtained when the present detector is irradiated with neutrons.
【００１７】次に、この中性子スペクトルから中性子線
量当量を求める。図２に示す低ディスクルベル（ＤＬ）
を越える信号を積算した感度をＲｔｈ、高ディスクリレ
ベル（ＤＨ）を越える信号を積算した感度をＲｆとする
と、中性子線量当量（Ｈｎ）の算出は、次式で行う。Next, a neutron dose equivalent is determined from the neutron spectrum. Low disk bell (DL) shown in FIG.
Assuming that the sensitivity obtained by integrating the signals exceeding the threshold value is Rth and the sensitivity obtained by integrating the signals exceeding the high discrete level (DH) is Rf, the neutron dose equivalent (Hn) is calculated by the following equation.
【００１８】 Ｈｎ＝ｋ１（Ｒｔｈ＋ｋ２＊Ｒｆ）μＳｖ・・・・・ 但し、Ｋ１：カウント−μＳｖ換算係数、ｋ２：Ｒｆ感
度補正係数 さらに、中性子の照射試験結果について図３に示す。中
性子エネルギー０．０２５ｅＶ、０．３３ＭｅＶ、２．
４ＭｅＶ、４．５ＭｅＶの場で試験を実施し、Ｒｔｈ、
Ｒｆを求め、式中の定数Ｋ１＝０．０８、ｋ２＝２５
としてＨｎを算出した。Ｈｎを照射線量当量（Ｄｎ）で
割り、更に０．０２５ｅＶで規格化して相対感度を求め
た。図３によれば、照射中性子によらず良好な感度が得
られている。Hn = k1 (Rth + k2 * Rf) μSv K1: Count-μSv conversion coefficient, k2: Rf sensitivity correction coefficient Further, the results of the neutron irradiation test are shown in FIG. 1. neutron energy 0.025 eV, 0.33 MeV,
The test was conducted at 4 MeV and 4.5 MeV, and Rth,
Rf is determined, and constants K1 = 0.08 and k2 = 25 in the equation are obtained.
Was calculated as Hn. Hn was divided by the irradiation dose equivalent (Dn), and normalized by 0.025 eV to obtain a relative sensitivity. According to FIG. 3, good sensitivity is obtained regardless of irradiation neutrons.
【００１９】コンバータとして使用しているボロン板２
（１０Ｂ ９５％含有）の代わりにリチュウム板（６Ｌ
ｉ ９５％含有）を使用しても同様の結果が得られる。Boron plate 2 used as converter
(Contains 95% of 10B) instead of lithium plate (6L
i 95%), the same result can be obtained.
【００２０】このとき、コンバータを、１０Ｂの濃縮度
を高めた材料とすると、熱中性子に対する感度が大きく
なる。このとき、高速中性子に対するラジエータの感度
は、コンバータの同一面積であれば、コンバータの１／
１００〜１／１０００程度であり、中性子に対する感度
をラジエータに近づけ小さくすると、コンバータの面積
は小さくでき、コンバータの面積をコントロールでき
る。At this time, if the converter is made of a material having an increased enrichment of 10B, the sensitivity to thermal neutrons will increase. At this time, the sensitivity of the radiator to fast neutrons is 1/1 of the converter if the converter has the same area.
If the sensitivity to neutrons is reduced close to the radiator, the area of the converter can be reduced and the area of the converter can be controlled.
【００２１】ラジエータとして低密度ポリエチレンを使
用した場合、Ｒｆは１／３〜１／２の感度しか得られな
い。When low-density polyethylene is used as the radiator, the sensitivity of Rf can only be 1/3 to 1/2.
【００２２】シリコン検出器１の代わりにガリウムヒ素
検出器またはテルル化カドミウム検出器を使用しても同
様の結果が得られる。Similar results can be obtained by using a gallium arsenide detector or a cadmium telluride detector instead of the silicon detector 1.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば一つの半導体放射線検出器の放射線入射方向側
上に熱中性子を核反応より荷電粒子に変換するコンバー
タ物質及び高速中性子により反跳陽子を発生するラジエ
ータ物質を備えることができるため、中性子ポケット線
量計として小型化及びコストダウンできるものである。As is apparent from the above description, according to the present invention, on the side of the radiation incident direction of one semiconductor radiation detector, a counter substance is converted by fast neutrons from a converter material for converting thermal neutrons into charged particles by nuclear reaction. Since a radiator substance that generates protons can be provided, the size and cost of the neutron pocket dosimeter can be reduced.
【図１】本発明の一実施例の形態の中性子検出器の構成
図FIG. 1 is a configuration diagram of a neutron detector according to an embodiment of the present invention.
【図２】中性子スペクトル図FIG. 2 Neutron spectrum diagram
【図３】本発明による中性子照射試験結果を表す図FIG. 3 is a diagram showing a neutron irradiation test result according to the present invention.
【図４】従来の中性子検出器の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional neutron detector.
１ シリコン検出器 ２ コンバータ ３ ラジエータ ４ アンプ １１ シリコン検出器 １２ コンバータ １３ アンプ １４ シリコン検出器 １５ ラジエータ １６ アンプ Reference Signs List 1 silicon detector 2 converter 3 radiator 4 amplifier 11 silicon detector 12 converter 13 amplifier 14 silicon detector 15 radiator 16 amplifier
Claims (7)
方向側上に熱中性子を核反応より荷電粒子に変換するコ
ンバータ物質及び高速中性子により反跳陽子を発生する
ラジエータ物質を備え、コンバータ物質の面積をコント
ロールすることによって熱中性子に対する感度をラジエ
ータ物質の高速中性子に対する感度と同等にした中性子
検出器。1. A semiconductor material comprising a converter material for converting thermal neutrons into charged particles by a nuclear reaction and a radiator material for generating recoil protons by fast neutrons on a radiation incident side of one semiconductor radiation detector, and an area of the converter material is provided. A neutron detector whose sensitivity to thermal neutrons is made equal to the sensitivity to fast neutrons of radiator substances by controlling
である請求項１記載の中性子検出器。2. The neutron detector according to claim 1, wherein the converter material is a material having 10B.
である請求項１記載の中性子検出器。3. The neutron detector according to claim 1, wherein the converter material is a material having 6Li.
０．９６５ｇ／ｃｍ2の高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）である請求項１記載の中性子検出器。4. A radiator material having a density of 0.941 to 0.941.
0.965 g / cm 2 high density polyethylene (HDP
The neutron detector according to claim 1, which is E).
である請求項１記載の中性子検出器。5. The neutron detector according to claim 1, wherein the semiconductor radiation detector is a silicon detector.
出器である請求項１記載の中性子検出器。6. The neutron detector according to claim 1, wherein the semiconductor radiation detector is a gallium arsenide detector.
ウム検出器である請求項１記載の中性子検出器。7. The neutron detector according to claim 1, wherein the semiconductor radiation detector is a cadmium telluride detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP378699A JP2000206261A (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Neutron detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP378699A JP2000206261A (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Neutron detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000206261A true JP2000206261A (en) | 2000-07-28 |
Family
ID=11566875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP378699A Pending JP2000206261A (en) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Neutron detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000206261A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005001512A2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH | Dosimeter for the detection of highly energy neutron radiation |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP378699A patent/JP2000206261A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005001512A2 (en) * | 2003-06-27 | 2005-01-06 | GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH | Dosimeter for the detection of highly energy neutron radiation |
| WO2005001512A3 (en) * | 2003-06-27 | 2006-03-02 | Schwerionenforsch Gmbh | Dosimeter for the detection of highly energy neutron radiation |
| US7465937B2 (en) | 2003-06-27 | 2008-12-16 | Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH | Dosimeter for the detection of high-energy neutron radiation |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20040928 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041019 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20050308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |