JP3631433B2 - 中性子検出器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子力発電所において、原子炉の安全性確認の目的で使用されている中性子検出器のうち、線源領域或いは中性子源領域中性子検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加圧水型原子力発電所の線源領域或いは中性子源領域中性子検出器として、従来よりＢＦ３ 比例計数管が用いられていた。図３は、従来の中性子検出器を示す構造図である。図において、１は陰電極を兼ねた外筒、２２は外筒１内部に封入されたＢＦ３ ガス等の電離ガスを兼ねた中性子有感ガス、３は外筒１内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤー、矢印は正イオンの流れを示している。
従来の中性子検出器の動作について説明する。外筒１内に入射した中性子は、電離ガスを兼ねた中性子有感ガス２２と核反応を起こし、正イオンと電子を生成する。さらに、生成された電子は陽電極ワイヤー３近傍で電離ガスを兼ねた中性子有感ガス２２を電離し正イオンを発生させる。この正イオンが陰電極を兼ねた外筒１に到達することで陽電極ワイヤー３に誘導電荷が発生し、パルス信号として中性子が計測される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の中性子検出器では、電離ガスが中性子有感物質を兼ねており、中性子検出感度を向上させるために充填ガス圧力を上昇させることは容易ではなかった。また、ＢＦ３ ガスは分解して電子親和性の強いフッ素を生成するため、長寿命の検出器を製作することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、高感度、長寿命の中性子検出器を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる中性子検出器は、陰電極を兼ね、内部に電離ガスとして窒素、アルゴン、ヘリウムのいずれかが封入された外筒と、外筒内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤーを備えた中性子検出器において、外筒内部の陽電極ワイヤー近傍に、電気的に中性であり表面に中性子有感物質が塗布された筒部を設け、外筒内に入射した中性子が筒部表面で核反応を起こし、筒部内部で電離ガスが電離して正イオンを発生させ、この正イオンが筒部を透過し外筒に到達するようにしたものである。
また、筒部は、多数の孔を有するものである。
さらに、筒部は、網目状に成形された線材よりなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における中性子検出器を示す構造図である。図において、１は陰電極を兼ねた外筒、２は外筒１内部に封入された電離ガスで、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等、３は外筒１内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤー、４は外筒１内部の陽電極ワイヤー３近傍に設けられ、表面に中性子有感物質が塗布された筒部、矢印は正イオンの流れを示している。なお、外筒１両端は図示しない絶縁性の栓により封止されており、陽電極ワイヤー３はその両端または片方を貫通している。筒部４は、外筒１両端に固定され、外筒１及び陽電極ワイヤー３とは電気的に絶縁されている。
本実施の形態における中性子検出器は、加圧水型原子力発電所において、原子炉の安全性確認の目的で使用されている中性子検出器のうち、線源領域或いは中性子源領域中性子検出器であって、外筒１内部の陽電極ワイヤー３近傍に筒部４を設け、この筒部４表面に中性子有感物質を塗布したことを特徴とするものである。
【０００７】
本実施の形態における中性子検出器の動作について説明する。外筒１内に入射した中性子は、筒部４に塗布された中性子有感物質と核反応を起こし、正イオンと電子を生成する。筒部４が設置された陽電極ワイヤー３近傍は電界が強いため、生成された電子はなだれ現象を起こし、電離ガス２を電離し、多量の正イオンを発生させる。この正イオンが筒部４を透過し、陰電極を兼ねた外筒１に到達することで陽電極ワイヤー３に誘導電荷が発生し、パルス信号として中性子が計測される。本実施の形態における中性子検出器によれば、中性子が核反応を起こす場所は筒部４の表面のみであるため、最終的に発生するパルスの高さが揃うことになり、中性子信号とその他のノイズを分離し易く、優れたディスクリミネート特性が得られる。
【０００８】
次に、本実施の形態における中性子検出器の筒部４の構造を図２に示す。本実施の形態では、筒部４の内部でガス増幅がおこり多量の正イオンが発生するが、それらが陰電極を兼ねた外筒１に移動してパルス信号が得られる。このため、筒部４は、電気的に中性であり、陽電極ワイヤー３近傍で生成された正イオンが筒部４を透過して陰電極を兼ねた外筒１に到達することが可能な構造でなければならない。具体的には、図２（ａ）に示すように多数の孔５を有するものか、図２（ｂ）に示すように編み目状に成形された線材６よりなるものが適している。
【０００９】
本実施の形態によれば、筒部４の表面に塗布される中性子有感物質の量で中性子感度が決定されるため、電離ガスが中性子有感物質を兼ねていた従来の中性子検出器と比べて中性子感度の増減が容易であり、高感度の中性子検出器が得られる。さらに、電離ガス２は中性子有感ガスである必要がないため、電離ガス２の選択の幅が広がり、従来用いられていた電子親和性の強いガスを用いずに、窒素、アルゴン、ヘリウム等のガスを用いることができる。その結果、検出器寿命を延ばすことが容易に達成できる。なお、本実施の形態における中性子検出器は、原子力発電所の線源領域或いは中性子源領域中性子検出器の改善として記述してきたが、工業で広く一般的に利用されているＢＦ３ 比例検出器の改善としても有効である。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、陰電極を兼ね、内部に電離ガスが封入された外筒と、外筒内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤーを備えた中性子検出器において、外筒内部の陽電極ワイヤー近傍に、表面に中性子有感物質が塗布された筒部を設けたので、中性子感度の増減が容易であり、さらに、電離ガスとして中性子有感ガスを用いる必要がなく、窒素、アルゴン、ヘリウム等のガスを用いることができるため、高感度、長寿命の中性子検出器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である中性子検出器を示す構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１である中性子検出器の筒部を示す図である。
【図３】従来の中性子検出器を示す構造図である。
【符号の説明】
１ 陰電極を兼ねた外筒、２ 電離ガス、３ 陽電極ワイヤー、４ 筒部、
５ 孔、６ 線材、２２ 電離ガスを兼ねた中性子有感ガス。
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧水型原子力発電所において、原子炉の安全性確認の目的で使用されている中性子検出器のうち、線源領域或いは中性子源領域中性子検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加圧水型原子力発電所の線源領域或いは中性子源領域中性子検出器として、従来よりＢＦ３ 比例計数管が用いられていた。図３は、従来の中性子検出器を示す構造図である。図において、１は陰電極を兼ねた外筒、２２は外筒１内部に封入されたＢＦ３ ガス等の電離ガスを兼ねた中性子有感ガス、３は外筒１内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤー、矢印は正イオンの流れを示している。
従来の中性子検出器の動作について説明する。外筒１内に入射した中性子は、電離ガスを兼ねた中性子有感ガス２２と核反応を起こし、正イオンと電子を生成する。さらに、生成された電子は陽電極ワイヤー３近傍で電離ガスを兼ねた中性子有感ガス２２を電離し正イオンを発生させる。この正イオンが陰電極を兼ねた外筒１に到達することで陽電極ワイヤー３に誘導電荷が発生し、パルス信号として中性子が計測される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の中性子検出器では、電離ガスが中性子有感物質を兼ねており、中性子検出感度を向上させるために充填ガス圧力を上昇させることは容易ではなかった。また、ＢＦ３ ガスは分解して電子親和性の強いフッ素を生成するため、長寿命の検出器を製作することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、高感度、長寿命の中性子検出器を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる中性子検出器は、陰電極を兼ね、内部に電離ガスとして窒素、アルゴン、ヘリウムのいずれかが封入された外筒と、外筒内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤーを備えた中性子検出器において、外筒内部の陽電極ワイヤー近傍に、電気的に中性であり表面に中性子有感物質が塗布された筒部を設け、外筒内に入射した中性子が筒部表面で核反応を起こし、筒部内部で電離ガスが電離して正イオンを発生させ、この正イオンが筒部を透過し外筒に到達するようにしたものである。
また、筒部は、多数の孔を有するものである。
さらに、筒部は、網目状に成形された線材よりなるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における中性子検出器を示す構造図である。図において、１は陰電極を兼ねた外筒、２は外筒１内部に封入された電離ガスで、例えば窒素、アルゴン、ヘリウム等、３は外筒１内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤー、４は外筒１内部の陽電極ワイヤー３近傍に設けられ、表面に中性子有感物質が塗布された筒部、矢印は正イオンの流れを示している。なお、外筒１両端は図示しない絶縁性の栓により封止されており、陽電極ワイヤー３はその両端または片方を貫通している。筒部４は、外筒１両端に固定され、外筒１及び陽電極ワイヤー３とは電気的に絶縁されている。
本実施の形態における中性子検出器は、加圧水型原子力発電所において、原子炉の安全性確認の目的で使用されている中性子検出器のうち、線源領域或いは中性子源領域中性子検出器であって、外筒１内部の陽電極ワイヤー３近傍に筒部４を設け、この筒部４表面に中性子有感物質を塗布したことを特徴とするものである。
【０００７】
本実施の形態における中性子検出器の動作について説明する。外筒１内に入射した中性子は、筒部４に塗布された中性子有感物質と核反応を起こし、正イオンと電子を生成する。筒部４が設置された陽電極ワイヤー３近傍は電界が強いため、生成された電子はなだれ現象を起こし、電離ガス２を電離し、多量の正イオンを発生させる。この正イオンが筒部４を透過し、陰電極を兼ねた外筒１に到達することで陽電極ワイヤー３に誘導電荷が発生し、パルス信号として中性子が計測される。本実施の形態における中性子検出器によれば、中性子が核反応を起こす場所は筒部４の表面のみであるため、最終的に発生するパルスの高さが揃うことになり、中性子信号とその他のノイズを分離し易く、優れたディスクリミネート特性が得られる。
【０００８】
次に、本実施の形態における中性子検出器の筒部４の構造を図２に示す。本実施の形態では、筒部４の内部でガス増幅がおこり多量の正イオンが発生するが、それらが陰電極を兼ねた外筒１に移動してパルス信号が得られる。このため、筒部４は、電気的に中性であり、陽電極ワイヤー３近傍で生成された正イオンが筒部４を透過して陰電極を兼ねた外筒１に到達することが可能な構造でなければならない。具体的には、図２（ａ）に示すように多数の孔５を有するものか、図２（ｂ）に示すように編み目状に成形された線材６よりなるものが適している。
【０００９】
本実施の形態によれば、筒部４の表面に塗布される中性子有感物質の量で中性子感度が決定されるため、電離ガスが中性子有感物質を兼ねていた従来の中性子検出器と比べて中性子感度の増減が容易であり、高感度の中性子検出器が得られる。さらに、電離ガス２は中性子有感ガスである必要がないため、電離ガス２の選択の幅が広がり、従来用いられていた電子親和性の強いガスを用いずに、窒素、アルゴン、ヘリウム等のガスを用いることができる。その結果、検出器寿命を延ばすことが容易に達成できる。なお、本実施の形態における中性子検出器は、原子力発電所の線源領域或いは中性子源領域中性子検出器の改善として記述してきたが、工業で広く一般的に利用されているＢＦ３ 比例検出器の改善としても有効である。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、陰電極を兼ね、内部に電離ガスが封入された外筒と、外筒内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤーを備えた中性子検出器において、外筒内部の陽電極ワイヤー近傍に、表面に中性子有感物質が塗布された筒部を設けたので、中性子感度の増減が容易であり、さらに、電離ガスとして中性子有感ガスを用いる必要がなく、窒素、アルゴン、ヘリウム等のガスを用いることができるため、高感度、長寿命の中性子検出器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である中性子検出器を示す構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１である中性子検出器の筒部を示す図である。
【図３】従来の中性子検出器を示す構造図である。
【符号の説明】
１ 陰電極を兼ねた外筒、２ 電離ガス、３ 陽電極ワイヤー、４ 筒部、
５ 孔、６ 線材、２２ 電離ガスを兼ねた中性子有感ガス。
Claims (3)
- 陰電極を兼ね、内部に電離ガスとして窒素、アルゴン、ヘリウムのいずれかが封入された外筒と、上記外筒内部に軸方向に設けられた陽電極ワイヤーを備えた中性子検出器において、上記外筒内部の上記陽電極ワイヤー近傍に、電気的に中性であり表面に中性子有感物質が塗布された筒部を設け、上記外筒内に入射した中性子が上記筒部表面で核反応を起こし、上記筒部内部で上記電離ガスが電離して正イオンを発生させ、その正イオンが上記筒部を透過し上記外筒に到達するようにしたことを特徴とする中性子検出器。
- 上記筒部は、多数の孔を有することを特徴とする請求項１記載の中性子検出器。
- 上記筒部は、網目状に成形された線材よりなることを特徴とする請求項１記載の中性子検出器。
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|---|---|---|---|
| JP2000377790A JP3631433B2 (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 中性子検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000377790A JP3631433B2 (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 中性子検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000377790A Expired - Fee Related JP3631433B2 (ja) | 2000-12-12 | 2000-12-12 | 中性子検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP2015099015A (ja) * | 2012-03-07 | 2015-05-28 | パナソニック株式会社 | 放射線検出装置 |
| JP2015099013A (ja) * | 2012-03-07 | 2015-05-28 | パナソニック株式会社 | 放射線検出装置 |
| CN103430049A (zh) * | 2012-03-07 | 2013-12-04 | 松下电器产业株式会社 | 放射线检测装置 |
| JP2015099014A (ja) * | 2012-03-07 | 2015-05-28 | パナソニック株式会社 | 放射線検出装置 |
-
2000
- 2000-12-12 JP JP2000377790A patent/JP3631433B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2002181948A (ja) | 2002-06-26 |
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