JP6740467B2 - 中性子検出装置のための動作状態検証方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概して、中性子検出装置の動作状態を検証する方法を対象とする。
ガンマ線及び中性子線の高感度な検出及び分析のための機器の使用者は、適切なガンマ線源及び中性子線源の使用を典型的に必要とする機器の性能及び較正の信頼性の高い検証で困難に直面することが頻繁にある。これは、放射性核種試験所及び原子力産業の使用者にとって大きな障害とはならないかもしれないが、法執行官等の他の使用者は、その放射線検出装置の性能を定期的に試験及び検証する適切な手段を有しない。設備を較正試験所に送ることは、所有コストの大幅な増加及び機器の可用性の低下に相当する。特に、法執行人によって使用されるように設計された個人放射線検出器（ＰＲＤ）または分光放射線検出器（ＳＰＲＤ）は、適切な人工検査源の欠如に関して、上記の問題に置かれる。
ガンマ線検出器に関しては、自然放射能（原始同位体）を使用する確立された解決策がいくつか存在する。例えば、原始Ｌｕ−１７６を含有する天然ルテチウム試験アダプタまたは原始Ｋ−４０を含有する天然カリウムが、ＰＲＤまたはＳＰＲＤデバイスの性能を検証する安全な方式として使用され得る。その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許第７，５４４，９２７号を参照されたい（ただし、組み込まれた参考文献中に本出願内に述べられているものと矛盾するものがある場合、本出願が優先する）。しかしながら、中性子検出器を試験するためのかかる天然放射性核種は、存在しない。一方で、人工中性子源の所有は、重大な行政上の問題を生じやすく、放射線防護問題にも同様に関連し得る。その結果、かかるＰＲＤ及びＳＰＲＤ装置内の中性子検出器は、通常、非常に低頻度に検査されるか、または全く検査されない。典型的な５〜５０カウント／秒（ｃｐｓ）のガンマ線バックグラウンドとは異なり、これらの装置の中性子放射線バックグラウンド計数率は非常に低く（＜＜１ｃｐｓ）、そのためオペレータは、これらのデバイスのディスプレイ内のゼロ計数率に見慣れており、欠陥のある中性子検出器によって警告を受け取らない可能性がある。製造業者は、機器の中性子故障率閾値を設定することができるが、動作中の中性子バックグラウンドは、局所的に非常に低い場合がある（例えば、地下鉄システム等の地下の場所での使用について）。それゆえに、機器の誤った故障メッセージを避けるために、この健全性状態表示は、検出器の総合的な故障（例えば、数時間、計数なし）のみを検出し得る。
それゆえに、動作状態を検証し、かつＡｍＢｅまたはＣｆ−２５２等の従来の中性子源を使用せず、携帯用中性子検出器等の中性子検出器の感度を較正する方法に対する必要性が存在する。
一実施形態において、中性子検出装置の動作状態を検証する方法は、熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器内に中性子検出器を含む中性子検出装置を少なくとも部分的に封入することと、中性子検出装置の減衰された中性子計数率を決定することと、を含む。方法は、その後、中性子検出装置を容器から取り出すことと、宇宙線バックグラウンドから発生する中性子線に中性子検出装置を曝すことと、中性子検出装置の動作上の中性子計数率を決定することと、動作上の中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の比率を決定することと、動作上の中性子計数率が、減衰された中性子計数率よりも少なくとも所定の量、高く、かつ比率が所定の範囲内である場合、中性子検出装置の動作状態を検証することと、を含む。容器は、中性子検出器を少なくとも部分的に覆う熱中性子吸収材料を含む少なくとも１つの外壁を有し得る。熱中性子吸収材料は、ホウ素（Ｂ）、リチウム（Ｌｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、及びガドリニウム（Ｇｄ）のうちの少なくとも１つを含み得る。一定の実施形態において、所定の範囲は、４〜１０であり得る。
いくつかの実施形態において、方法は、中性子検出装置を宇宙線バックグラウンドから発生する中性子線に曝す前に、中性子検出装置を中性子減速材装置と直接接触するように配置することと、中性子検出装置の増強された中性子計数率を決定することと、をさらに含み得る。中性子減速材装置は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、及び水のうちの少なくとも１つを含み得る。中性子減速装置は、半球形封入容器またはプレートであり得る。いくつかの実施形態において、中性子減速材装置は、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つ等の高原子番号材料をさらに含み得る。中性子減速材装置を含む実施形態において、方法は、増強された中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の差に基づいて中性子検出装置の中性子検出効率を決定し、それによって、中性子検出装置を較正することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、減衰された中性子計数率を決定することは、建築物の最下部で実施され、方法は、中性子減速材装置と直接接触している中性子検出装置を建築物の屋根の上またはその直下に配置することをさらに含み、建築物の最下部と屋根との間の垂直質量層は、少なくとも２５０ｇ／ｃｍ2である。
一定の実施形態において、方法は、熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器内に中性子検出装置を封入した後、第１の位置と第２の位置との間の商用航空機に適切な高度で容器を飛行させることと、第２の位置で中性子検出装置を容器から取り出すことと、中性子検出装置を中性子減速材装置に直接接触するように配置し、その後、中性子検出装置を実質的に同一高度で飛行させて第１の位置に戻すことと、をさらに含み得る。
本発明は、多くの利点を有し、中性子検出装置の動作状態を検証することと、中性子検出装置を較正することと、を可能にすることを含む。
同様の符号は、図のいくつかの図全体を通して対応する部分を指す。
本明細書中の本発明の説明において、別段、黙示的または明示的に理解または記載されない限り、単数で現れる単語は、その複数の相手方を包含し、複数で現れる単語は、その単数の相手方を包含することが理解される。さらに、別段、黙示的または明示的に理解または記載されない限り、本明細書に記載した任意の所与の成分または実施形態について、その成分に対して列挙された可能性のある候補または代替物のいずれかが、概して、個々にまたは互いに組み合わせて使用され得ることが理解される。さらに、本明細書で示した図は、必ずしも縮尺通りに描画されておらず、要素のいくつかは、単に本発明を明確にするために描画されている場合があることが理解されるべきである。また、対応するか、または類似する要素を示すために、種々の図の中で符号が繰り返されている場合がある。さらに、別段、黙示的または明示的に理解または記載されない限り、かかる候補または代替物のいかなる列挙も、単なる図示であり、限定ではないことが理解されるだろう。加えて、別段の表示がない限り、明細書及び特許請求の範囲中に使用された材料、構成要素、反応状態等の分量を明示する数は、「約」という用語により修飾されるものとして理解されるべきである。
したがって、反対の表示がなされない限り、明細書及び添付の特許請求の範囲中に記載された数的パラメータは、本明細書中に提示された主題事項により得られることが求められる所望の特性に応じて変化し得る近似値である。最低でも、特許請求の範囲に対する等価物の原則の適用を限定することを企図しないように、各数的パラメータは、少なくとも、報告された有意な数字の数に照らして、かつ通常の丸め技術を適用することにより、解釈されるべきである。本明細書中に提示された主題事項の広範な範囲を記載している数値範囲及びパラメータは近似値であるにも関わらず、具体的な例に記載された数値は、できる限り精確に報告されている。しかしながら、任意の数値は、本質的に、それぞれの試験的測定において見られた標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を含有している。
宇宙線が地球の大気に入るとき、空気中の原子及び分子と衝突する。相互作用が、Ｘ線、ミューオン、陽子、アルファ粒子、パイオン、電子、及び中性子を含む二次放射線のシャワーを生成する。その全体の参照によって本明細書に組み込まれる、Ｔ．Ｎａｋａｍｕｒａ，Ｃｏｓｍｉｃ−ｒａｙ Ｎｅｕｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ５，ｐｐ．１−７（２００８）を参照されたい（ただし、組み込まれた参考文献中に本出願内に述べられているものと矛盾するものがある場合、本出願が優先する）。それぞれ、ページャタイプ中性子検出装置（ＩＥＣ６２４０１若しくはＡＮＳＩ４２．３２またはＩＥＣ６２６１８若しくはＡＮＳＩ４２．４８に従うサイズ及び感度要件）についての図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃ、並びにバックパックタイプ放射線システム（ＩＥＣ６２６９４またはＡＮＳＩ４２．５３に従うサイズ及び感度要件）及びホームランド・セキュリティ・ポータル・モニタ（ＩＥＣ６２２４４及びＩＥＣ６２４８４に従うサイズ及び感度要件）を含む高感度中性子検出装置（ＩＥＣ６２５３４に従うサイズ及び感度要件）についての図３Ａ及び図３Ｂに示される要素を使用する図１のフローチャートに示されるように、中性子検出装置の動作状態を検証する方法１００は、ステップ１１０において、中性子検出器の感度及び局所的宇宙中性子フルエンス率に応じて、１時間〜２４時間の範囲の時間、熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器２３０または３３０内に中性子検出器２２０または３２０を含む、中性子検出装置２１０または３１０を少なくとも部分的に封入することを含む。容器２３０または３３０の壁及び内容積は、空気及び中性子検出装置２１０または３１０を除いて他のものを含有すべきではない。容器２３０または３３０は、好ましくは、少なくとも１つの中性子検出装置２１０または３１０を完全に封入するために十分な大きさである。コンテナ２３０または３３０は、中性子フルエンス率を低下させるために建築物の最下部又はベースメントに配置され得る。しかしながら、中性子検出装置３１０が、大きすぎて容器３３０内に完全に封入されない場合、または図３Ｃに示されるように、床に設置されたスタンド３１５を含むホームランド・セキュリティ・ポータル３０５の一部である場合、図３Ｄに示されるように、容器３３０は、中性子検出器３２０の中性子高感度検出表面エリアを少なくとも部分的に覆う熱中性子吸収材料を含む少なくとも１つの外壁を有し得る。ホームランド・セキュリティ・ポータル３０５は、中性子検出器３２０の後部の中性子遮蔽体３３５と、任意に、図３Ｃ及び図３Ｄに示されるように、以下に説明される、中性子検出器３２０と中性子遮蔽体３３５との間に位置する中性子減速材装置３４０を任意に含む。
熱中性子吸収材料は、少なくとも厚さ１ｍｍのフレックスボロン等のボロン（Ｂ）、リチウム（Ｌｉ）、カドミウム（Ｃｄ）及びガドリニウム（Ｇｄ）のうちの少なくとも１つを含み得る。適切な中性子検出器２２０または３２０は、シンチレーション結晶等の検出器、または熱（２５ｍｅＶのエネルギー）及び低エネルギー中性子（エネルギーが数ｅＶ未満）に対して主に感度を有するＢ−１０、Ｌｉ−６、またはＨｅ−３を含有するガス比例検出器を含む。本明細書に説明された計数率の決定が、典型的には、数時間を要するため、中性子検出装置２１０または３１０は、平均計数率が曝露時間の終了時に決定され得るように、内部または外部に検出器計数を記録する性能を有する必要がある。
方法１００は、その後、ステップ１２０において、中性子検出装置２１０または３１０の減衰された中性子計数率を決定し、その後、ステップ１３０において、中性子検出装置２１０または３１０を容器２３０または３３０から取り出し、それによって、中性子検出装置２１０または３１０を、１０時間〜１２時間の範囲の時間等の、１時間〜２４時間の範囲の時間、宇宙線バックグラウンドから発生する中性子線（図２Ａ及び図２Ｂの矢印並びに図３Ｂの矢印によってそれぞれ示される）に曝すことを含む。方法１００は、その後、ステップ１４０において、中性子検出装置２１０または３１０の動作上の中性子計数率を決定し、ステップ１４５において、動作上の中性子計数率と減衰された中性子計数率との比率を決定することを含む。ステップ１５０において、動作上の中性子計数率が、減衰された中性子計数率よりも少なくとも所定の量、高く、かつ比率が所定の範囲内にある場合、中性子検出装置２１０または３１０の動作状態が、ステップ１６０において検証される。そうでなければ、ステップ１７０において、中性子検出装置２１０または３１０は、点検修理を必要とし、もはや動作可能ではない。比率の所定の範囲は、熱中性子吸収材料からなる外壁によって完全に取り囲まれ得る中性子検出装置について、典型的には、４〜１０である。所定の範囲は、部分的な封入範囲を有する容器を使用することから得られる減衰された中性子計数率について、より小さい。比率が実質的に所定の範囲外である場合、測定された中性子計数率が、電子雑音または宇宙中性子以外の放射線の流出等の、いくつかの干渉による寄与を含むと結論付けられ得る。比率の所定の範囲及び所定の量または動作上の中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の計数率の絶対値差分は、中性子検出装置２１０または３１０、中性子検出器２２０または３２０、及び中性子吸収容器２３０または３３０の設計詳細に依存し、それゆえに工場で確立される。動作上の中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の比率は、両方の測定が同一位置で実施される場合、局所的宇宙中性子フルエンス率の大きさとは無関係である。
図４のフローチャートに示されるように、中性子検出装置の動作状態を検証する方法４００は、ステップ４１０において、１時間〜２４時間の範囲の時間、上に説明されたように、熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器２３０または３３０内に中性子検出器２２０または３２０を含む、中性子検出装置２１０または３１０を少なくとも部分的に封入することを含む。容器２３０または３３０は、中性子フルエンス率を低下させるために建築物の最下部又はベースメントに配置され得る。方法４００は、その後、ステップ４２０において、中性子検出装置２１０または３１０の減衰された中性子計数を決定し、その後、ステップ４３０において、中性子検出装置２１０または３１０を容器２３０または３３０から取り出すことを含む。方法４００は、その後、ステップ４３６において中性子検出装置２１０または３１０を、１〜２４時間の範囲の時間、宇宙線バックグラウンドから発生する中性子線（図２Ａ及び２Ｂの矢印並びに図３Ｂの矢印によってそれぞれ示される）に曝す前に、ステップ４３５において、中性子検出装置２１０または３１０を中性子減速材装置２４０または３４０と直接接触するように配置し、ステップ４４０において、中性子検出装置２１０または３１０の増強された中性子計数率を決定し、ステップ４４５において、増強された中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の比率を決定することを含む。ステップ４５０において、増強された中性子計数率が、減衰された中性子計数率よりも少なくとも所定の量、高く、かつ比率が所定の範囲内にある場合、中性子検出装置２１０または３１０の動作状態が、ステップ４６０において検証される。そうでなければ、ステップ４７０において、中性子検出装置２１０または３１０は、点検修理を必要とし、もはや動作可能ではない。比率の所定の範囲は、典型的には、３〜１０である。比率が実質的に所定の範囲外である場合、測定された中性子計数率が、電子雑音または宇宙中性子以外の放射線の流出等の、いくつかの干渉による寄与を含むと結論付けられ得る。比率の所定の範囲及び所定の量または増強された中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の計数率の絶対値差分は、中性子検出装置２１０または３１０、中性子検出器２２０または３２０、中性子吸収容器２３０または３３０、及び中性子減速材装置２４０または３４０の設計詳細に依存し、それゆえに工場で確立される。増強された中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の比率は、両方の測定が同一位置で実施される場合、局所的宇宙中性子フルエンス率の大きさとは無関係である。
中性子減速材装置２４０または３４０は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、及び水のうちの少なくとも１つ等の、主に水素を含有する材料からなる。中性子減速材装置２４０は、図２Ｂ及び２Ｃに示されるように、半球形封入容器である。好ましい設計において、中性子検出器２２０は、全ての側部に対して中性子減速材装置２４０内に埋め込まれる。中性子減速材装置２４０の壁の厚さは、宇宙中性子場の中性子計数率を最大にするために、２ｃｍ〜６ｃｍの範囲にある。
中性子減速材装置３４０は、２ｃｍ〜６ｃｍの範囲の厚さを有するプレートであり、これは、機器の取り外し可能な部分であり得る。中性子検出器３１０の通常の方向性動作中、中性子減速材プレート３４０は、中性子検出器３２０の前側に衝突する中性子の減速及び後方散乱によって中性子線に対する応答を増加させる。中性子減速材装置２４０及び３４０の両方が、衝突している中及び高エネルギーの宇宙中性子の減速を引き起こす。さらに、壁は、例えば、周囲の構造材料または土壌内の宇宙中性子の減速によって、環境から発生する熱中性子に対する部分的な遮蔽体として機能し、これは、例えば、土壌の含水量の変動によって、測定結果に対する変動効果を有し得る。その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｅ．Ｅｒｏｓｈｅｎｋｏ ｅｔ ａｌ．，Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｏｓｍｉｃ ｒａｙ ｎｅｕｔｒｏｎ ｆｌｕｘ ａｎｄ ｒａｉｎ ｆｌｏｗｓ，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ＥＣＲＳ （２００８）を参照されたい（ただし、組み込まれた参考文献中に本出願内に述べられているものと矛盾するものがある場合、本出願が優先する）。増強された中性子計数率の測定位置は、到来する宇宙放射線が、好ましくは可能な限り最小限の減衰で中性子減速材装置に衝突することを可能されるように選択されるべきである。例えば、建築物において、中性子検出装置及び中性子減速材装置は、屋根の直下に配置されるべきであり、最下部又はベースメントに設置されるべきではない。
図２Ｃに示されるように、中性子減速装置２４０は、高エネルギー宇宙中性子が中性子減速材装置２４０に衝突するとき、中性子検出器２２０に接する破砕中性子の生成を最大にするために、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つ等の、高原子番号材料２４５をさらに含み得る。
中性子減速材装置２４０または３４０を含む実施形態において、方法は、増強された中性子計数率と減衰された中性子計数率との間の差に基づいて中性子検出器２２０または３２０の中性子検出効率を決定し、それによって、中性子検出装置２１０または３１０を較正することをさらに含み得る。例えば、中性子計数率の測定された差が、予測された大きさの半分である場合、中性子検出器２２０または３２０は、中性子に対して高感度であるが、中性子検出効率の５０％の損失を有することが示される。中性子フルエンス率応答に関して定量的な較正を提供するために、測定結果は、宇宙中性子フルエンス率に影響を与えるいくつかの外部パラメータ、空気圧、高度、及び地理的緯度によって補正され得る。予測される平均粒子フルエンス率は、高度、及び、程度はより低いが、位置の地理的緯度の関数である。中性子について、海面曝露及び５０°を超える緯度に対する文献値は、０．０１３ｎ／ｃｍ2の範囲内にあるが、一方でこの値は、３０°未満の地磁気緯度に対するサイズの約半分である。その全体の参照によって本明細書に組み込まれる、Ｍ． Ｓ．Ｇｏｒｄｏｎ，ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．５１（６），ｐｐ．３４２７−３４３４（２００４）を参照されたい（ただし、組み込まれた参考文献中に本出願内に述べられているものと矛盾するものがある場合、本出願が優先する）。高度１ｋｍの位置は、フルエンス率が海面よりも約７０％高いと予測され得る。大気の局所的な気圧によって生じる中性子フルエンス率の変動は、数パーセントの範囲であり、容易に補正され得る。Ｋｏｗａｔａｒｉらによると、変動は、９８５ｈＰａ〜１０１５ｈＰａで＋／−１０％である。その全体が参照によって本明細書に組み込まれ、両方の参照が、ＩＲＰＡ １１ Ｍａｄｒｉｄ，Ｍａｙ ２００４に提示される、Ｋｏｗａｔａｒｉ ｅｔ ａｌ．，Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｃｏｓｍｉｃ−ｒａｙ ｎｅｕｔｒｏｎｓ ａｎｄ ｉｏｎｉｚｉｎｇ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｉｎ Ｊａｐａｎ、及びＫｏｗａｔａｒｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｓｍｉｃ−ｒａｙ ｎｅｕｔｒｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ａｎｄ ａｍｂｉｅｎｔ ｄｏｓｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｔ Ｍｔ．Ｆｕｊｉ ｉｎ Ｊａｐａｎ、並びにＫｏｗａｔａｒｉ ｅｔ ａｌ．，Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ａｌｔｉｔｕｄｅ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｓｍｉｃ−ｒａｙ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｎｅｕｔｒｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｔ．Ｆｕｊｉ Ａｒｅａ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．４２（６）ｐｐ．４９５−５０２（２００５）を参照されたい（ただし、組み込まれた参考文献中に本出願内に述べられているものと矛盾するものがある場合、本出願が優先する）。建築物の外側の測定は、特に、土壌内の湿気によって影響を受ける可能性があり、測定位置の選択に関して特別な考慮が必要になる場合がある。
特に、高速中性子（即ち、１ｋｅｖ以上のエネルギーを有する中性子）に対して高感度である中性子線量率に適切な一実施形態において、減衰された中性子計数率を決定することは、高速中性子成分を低減するために、建築物、好ましくは、大規模な建築物の最下部又はベースメントで実施される。方法は、その後、中性子減速材装置と直接接触している中性子検出装置を、建築物の屋根の上または直下に配置することを含み、建築物の最下部又はベースメントと屋根との間の垂直質量層が、少なくとも１つの減衰長を達成するように、少なくとも２５０ｇ／ｃｍ2であり、好ましくは５００ｇ／ｃｍ2を超える。その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、Ｌ． Ｄ．Ｈｅｎｄｒｉｃｋ ａｎｄ Ｒ．Ｄ．Ｅｄｇｅ，Ｃｏｓｍｉｃ−Ｒａｙ Ｎｅｕｔｒｏｎｓ ｎｅａｒ ｔｈｅ Ｅａｒｔｈ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｖｏｌ．１４５（４）ｐｐ．１０２３−１０２５（１９６６）を参照されたい（ただし、組み込まれた参考文献中に本出願内に述べられているものと矛盾するものがある場合、本出願が優先する）。
一定の実施形態において、方法は、熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器２３０または３３０内に中性子検出装置２１０または３１０を封入した後、第１の位置と第２の位置との間の商用航空機に適切な高度で容器２３０または３３０を飛行させることと、第２の位置で中性子検出装置２１０または３１０を容器２３０または３３０から取り出すことと、中性子検出装置を中性子減速材装置に直接接触するように配置し、その後、中性子検出装置２１０または３１０を実質的に同一高度で飛行させて第１の位置に戻すことと、をさらに含み得る。上述されたように、１０ｋｍの高度での中性子計数率は、地面よりも約５０倍高く、それゆえに較正測定は、ページャタイプ中性子検出装置２１０に対する１０時間の代わりに、１０分を要し得る。
本発明は、代表的な実施形態の説明によって例示され、かつこれらの実施形態は、かなり詳細に説明されてきたが、出願人の意図は、添付された特許請求の範囲をかかる詳細に制限または多少なりとも限定するものではない。追加の利点及び修正が、当業者には容易に明らかとなろう。その境界態様における発明は、それ故に特定の細部、代表的な装置及び方法、ならびに示されたかつ記載された実施例に限定するものではない。したがって、出願人の一般的な発明の概念の趣旨または範囲から逸脱することなく、そのような細部から逸脱がなされてもよい。
Claims (13)
- 中性子検出装置の動作状態を検証する方法であって、
ａ．熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器内に中性子検出器を含む中性子検出装置を少なくとも部分的に封入するステップと、
ｂ．前記中性子検出装置の減衰された中性子計数率を決定するステップと、
ｃ．前記中性子検出装置を前記容器から取り出すステップと、
ｄ．前記中性子検出装置を宇宙線バックグラウンドから発生する中性子線に曝すステップと、
ｅ．前記中性子検出装置の動作上の中性子計数率を決定するステップと、
ｆ．前記動作上の中性子計数率と前記減衰された中性子計数率との間の比率を決定するステップと、
ｇ．前記動作上の中性子計数率が前記減衰された中性子計数率よりも少なくとも所定の量、高く、かつ前記比率が所定の範囲内にある場合、前記中性子検出装置の前記動作状態を検証するステップと、を含む、方法。 - 前記熱中性子吸収材料は、ホウ素（Ｂ）、リチウム（Ｌｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、及びガドリニウム（Ｇｄ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記容器は、前記中性子検出器を少なくとも部分的に覆う前記熱中性子吸収材料を含む少なくとも１つの外壁を有する、請求項１に記載の方法。
- 前記所定の範囲は、４〜１０である、請求項１に記載の方法。
- 前記中性子検出装置を宇宙線バックグラウンドから発生する中性子線に曝すステップの前に、前記中性子検出装置を中性子減速材装置と直接接触するように配置するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- 前記中性子検出装置の増強された中性子計数率を決定するステップと、
前記増強された中性子計数率と前記減衰された中性子計数率との間の比率を決定するステップと、をさらに含む、請求項５に記載の方法。 - 前記増強された中性子計数率と前記減衰された中性子計数率との間の差に基づいて前記中性子検出器の中性子検出効率を決定し、それによって、前記中性子検出装置を較正するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
- 前記中性子減速材装置は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、及び水のうちの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の方法。
- 前記中性子減速材装置は、半球形封入容器である、請求項５に記載の方法。
- 前記中性子減速材装置は、プレートである、請求項５に記載の方法。
- 前記中性子減速材装置は、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、またはタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項５に記載の方法。
- 前記減衰された中性子計数率を決定するステップは、建築物の最下部で実施され、
前記方法は、前記中性子減速材装置と直接接触している前記中性子検出装置を前記建築物の屋根の上またはその直下に配置するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。 - 前記熱中性子吸収材料を含む外壁を有する容器内に中性子検出装置を封入する前記ステップの後に、第１の位置と第２の位置との間の商用航空機に適切な高度で前記容器を飛行させるステップと、前記第２の位置で前記中性子検出装置を前記容器から取り出すステップと、前記中性子検出装置を中性子減速材装置に直接接触するように配置するステップと、その後、前記中性子検出装置を実質的に同一高度で飛行させて前記第１の位置に戻すステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
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