JPS5897676A - 中性子検出装置 - Google Patents
中性子検出装置Info
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- JPS5897676A JPS5897676A JP19744381A JP19744381A JPS5897676A JP S5897676 A JPS5897676 A JP S5897676A JP 19744381 A JP19744381 A JP 19744381A JP 19744381 A JP19744381 A JP 19744381A JP S5897676 A JPS5897676 A JP S5897676A
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- Japan
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- neutron
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- neutrons
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T3/00—Measuring neutron radiation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は中性子を定量的に検出する装置(二係り、特に
X線及びγ線に対する感度がほとんどなく、かつ広いレ
ンジの中性子線量を計測することができる装置に関する
。
X線及びγ線に対する感度がほとんどなく、かつ広いレ
ンジの中性子線量を計測することができる装置に関する
。
核融合装置の高温プラズマからは、次の核融合反応によ
り 雪H+ ”H→(”H@ +0.82 M*V )+
(n + 2.45 M@V )tH+易H−+ (
’He +3.52 M@V )+ (n + 1
4.06 M@V )中性子(、)が発生するが、同時
にγ線及び逃走電子による硬X線(I M@V 〜20
0 K@V ) ヤ制動放射によるX線(200K@V
〜10 K@V )等のX線が放出される。従来、こ
のようなX線及びr線のバックグラウンドの高い中性子
を計測する場合に、RH・カクンタやBF3カクンタを
使用しているが、この1H・カクンタやIIF、カクン
タはr線やX線に対しても感度を有するため、検出装置
の周辺を鉛でシールドしてX線及びr線を遮断する必要
があった。しかしながら、このようにすると鉛により中
性子も散乱されるため、中性子発生量が小さい場合には
中性子絶対量の測定精度が非常に悪くなるという欠点が
あった。
り 雪H+ ”H→(”H@ +0.82 M*V )+
(n + 2.45 M@V )tH+易H−+ (
’He +3.52 M@V )+ (n + 1
4.06 M@V )中性子(、)が発生するが、同時
にγ線及び逃走電子による硬X線(I M@V 〜20
0 K@V ) ヤ制動放射によるX線(200K@V
〜10 K@V )等のX線が放出される。従来、こ
のようなX線及びr線のバックグラウンドの高い中性子
を計測する場合に、RH・カクンタやBF3カクンタを
使用しているが、この1H・カクンタやIIF、カクン
タはr線やX線に対しても感度を有するため、検出装置
の周辺を鉛でシールドしてX線及びr線を遮断する必要
があった。しかしながら、このようにすると鉛により中
性子も散乱されるため、中性子発生量が小さい場合には
中性子絶対量の測定精度が非常に悪くなるという欠点が
あった。
また逆に、中性子線量が10’ eps以上と高くなる
と、3HeカウンタやBP、カクンタはその応答速度が
遅いため計測不能となる欠点も有する。
と、3HeカウンタやBP、カクンタはその応答速度が
遅いため計測不能となる欠点も有する。
本発明はかかる欠点を解消すべくなされたもので、真空
容器内に、中性子と反応してα粒子を放出する反応物質
とその外側に配置されたα粒子によって2次電子を発生
しかつそれを増幅する機構とこの増幅された電子流を収
集するためのアノードとを設置して成る中性子検出器と
、この中性子検出器から出力された電気的信号を処理す
る出力処理回路とから構成され、前記2次電子の増幅機
構は2次電子放出材料で内壁をコーティングされた多数
の細いガラス管により形成されたマイクロチャンネルプ
レートから成ることにより、核融合炉又は核融合実験装
置のように強いr線及びX線の雰囲気中でかつ中性子発
生量が時間とともに高速変化しかつその変化量が104
〜101 にも及ぶような場合においても、中性子の
みを正確に計測することができる中性子検出装置を提供
しようとするものである。
容器内に、中性子と反応してα粒子を放出する反応物質
とその外側に配置されたα粒子によって2次電子を発生
しかつそれを増幅する機構とこの増幅された電子流を収
集するためのアノードとを設置して成る中性子検出器と
、この中性子検出器から出力された電気的信号を処理す
る出力処理回路とから構成され、前記2次電子の増幅機
構は2次電子放出材料で内壁をコーティングされた多数
の細いガラス管により形成されたマイクロチャンネルプ
レートから成ることにより、核融合炉又は核融合実験装
置のように強いr線及びX線の雰囲気中でかつ中性子発
生量が時間とともに高速変化しかつその変化量が104
〜101 にも及ぶような場合においても、中性子の
みを正確に計測することができる中性子検出装置を提供
しようとするものである。
以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。
第1図において、中性子検出器は真空容器1内におさめ
られており、この真空容器1はステンレス、ガラス又は
アルミニウム等の材質から成り、ターボ分子ポンプ又は
イオンポンプ等の真空ポンプ(図示せず)によって高真
空状態に排気された後、公知の適当な方法によって封し
られている。
られており、この真空容器1はステンレス、ガラス又は
アルミニウム等の材質から成り、ターボ分子ポンプ又は
イオンポンプ等の真空ポンプ(図示せず)によって高真
空状態に排気された後、公知の適当な方法によって封し
られている。
前記真空容器1内のほぼ中央に−Liや1°Bのように
中性子と反応して高速のα粒子を放出する反応物質2が
薄膜状に形成されて配置され、その両側に、内径10〜
25μ簿の細いガラス管を多数束ねて0.5〜1m程度
の厚さの板状に形成して成るマイクロチャンネルプレー
ト3,6が密着して設置される。このマイクロチャンネ
ルプレート3のガラス管1本1本の内壁は適当な抵抗値
を持つ2次電子放出材料によってコーティングが施され
ており、個々のガラス管が独立した連続2次電子増幅器
を形成するようになっている。。マイクロチャンネルプ
レート3,3の外側にはこのプレート3゜乙により増幅
された電子を収集するための導電性のアノード4.4が
平行に設置され、2つのアノード4,4は導電性ケーブ
ル5によって電気的に接続される。またマイクロチャン
ネルプレート3には反応物質2側とアノード4側との間
に端子6゜7を介して真空容器1外より高圧電源8によ
って反応物質2側が負となるように高電圧が印加され、
さらにプレート6の出口端とアノード4との間には端子
7.9を介して真空容器1外より低圧電源10によって
プレート6が負となるように低電圧が印加されるように
なっている。
中性子と反応して高速のα粒子を放出する反応物質2が
薄膜状に形成されて配置され、その両側に、内径10〜
25μ簿の細いガラス管を多数束ねて0.5〜1m程度
の厚さの板状に形成して成るマイクロチャンネルプレー
ト3,6が密着して設置される。このマイクロチャンネ
ルプレート3のガラス管1本1本の内壁は適当な抵抗値
を持つ2次電子放出材料によってコーティングが施され
ており、個々のガラス管が独立した連続2次電子増幅器
を形成するようになっている。。マイクロチャンネルプ
レート3,3の外側にはこのプレート3゜乙により増幅
された電子を収集するための導電性のアノード4.4が
平行に設置され、2つのアノード4,4は導電性ケーブ
ル5によって電気的に接続される。またマイクロチャン
ネルプレート3には反応物質2側とアノード4側との間
に端子6゜7を介して真空容器1外より高圧電源8によ
って反応物質2側が負となるように高電圧が印加され、
さらにプレート6の出口端とアノード4との間には端子
7.9を介して真空容器1外より低圧電源10によって
プレート6が負となるように低電圧が印加されるように
なっている。
このような中性子検出器の出力は端子9を介して負荷抵
抗11に流され、その結果発生したパルス状の電圧が出
力信号として前置増幅器12、主増幅器13、ディスク
リミネータ14及び計数−路15から成る出力処理回路
、もしくは第2図に示すような出力処理回路に入力され
る。
抗11に流され、その結果発生したパルス状の電圧が出
力信号として前置増幅器12、主増幅器13、ディスク
リミネータ14及び計数−路15から成る出力処理回路
、もしくは第2図に示すような出力処理回路に入力され
る。
第2図の出力処理回路は中性子線量が非常に低い場合か
ら高い場合まで幅広く測定できるよう構成されたもので
、出力信号が広帯域直流増幅器16で増幅された後、信
号分配器17を介して、ディスクリミネータ18及び計
数回路19から成る低中性子線量用回路系又は積分器2
0及び電流計21から成る高中性子線量用回路系のいず
れかに入力される。これらの回路系にはそれぞれ計数値
及び電流値がある値になった時、信号分配器17を切り
換えるフィードバックループ22.25が設けられてい
る。
ら高い場合まで幅広く測定できるよう構成されたもので
、出力信号が広帯域直流増幅器16で増幅された後、信
号分配器17を介して、ディスクリミネータ18及び計
数回路19から成る低中性子線量用回路系又は積分器2
0及び電流計21から成る高中性子線量用回路系のいず
れかに入力される。これらの回路系にはそれぞれ計数値
及び電流値がある値になった時、信号分配器17を切り
換えるフィードバックループ22.25が設けられてい
る。
次に、以上のように構成さ′れた中性子検出装置の動作
について説明する。
について説明する。
第6図に示すように真空容器1外から・Liや1・lの
ような反応物質2に中性子24が入射すると、次の原子
核反応 −Li + n−’He +”H ” B + n −一→ 4He +7L1に
より高速のヘリウム(α粒子)25が放出される。この
粒子25はマイクロチャンネルプレート乙のガラス管内
に入射し、内壁をたたいて2次電子を放出さ・せる。こ
のガラス管の両端部に高圧電源8により高電圧が印加さ
れると、ガラス管内に軸方向の電界が生じ、ガラス管内
壁から放出された2次電子はこの電界による加速と初速
度との関係で放物線を描いて対向面に衡突し、あらたに
2次電子を放出させる。これがガラス管の入口から出口
まで多数回繰返される結果、電子流は指数関数的に増加
する。この電子流はアノード4で収集され、負荷抵抗1
1に流される。この電子流は数n seeのパルス状に
流れるので、負荷抵抗11の両端にパルス状の電圧が発
生する。
ような反応物質2に中性子24が入射すると、次の原子
核反応 −Li + n−’He +”H ” B + n −一→ 4He +7L1に
より高速のヘリウム(α粒子)25が放出される。この
粒子25はマイクロチャンネルプレート乙のガラス管内
に入射し、内壁をたたいて2次電子を放出さ・せる。こ
のガラス管の両端部に高圧電源8により高電圧が印加さ
れると、ガラス管内に軸方向の電界が生じ、ガラス管内
壁から放出された2次電子はこの電界による加速と初速
度との関係で放物線を描いて対向面に衡突し、あらたに
2次電子を放出させる。これがガラス管の入口から出口
まで多数回繰返される結果、電子流は指数関数的に増加
する。この電子流はアノード4で収集され、負荷抵抗1
1に流される。この電子流は数n seeのパルス状に
流れるので、負荷抵抗11の両端にパルス状の電圧が発
生する。
この電圧信号は負荷抵抗11を500とした時、数mV
のオーダーとなるが、これは前置増幅器12でパルス増
幅され、さらに主増幅器16で0.1〜数Vにまで増幅
された後、ディスクリミネータ14において雑音成分と
パルス信号成分が弁別され、パルス信号が成形されて計
数回路15に入力される。計数回路15で計数されたパ
ルス数(−p−)は入射した中性子数に比例することに
なる。
のオーダーとなるが、これは前置増幅器12でパルス増
幅され、さらに主増幅器16で0.1〜数Vにまで増幅
された後、ディスクリミネータ14において雑音成分と
パルス信号成分が弁別され、パルス信号が成形されて計
数回路15に入力される。計数回路15で計数されたパ
ルス数(−p−)は入射した中性子数に比例することに
なる。
しかしながら、入射した中性子数が数ep−から10マ
ap1以上まで広範囲にわたる場合には、第2図に示す
ような出力処理回路を用いると便利である。すなわち、
この出力処理回路に中性子検出器の出力パルスが入力さ
れると、広帯域直流増幅器16で増幅された後、信号分
配器17によって低中性子線量用回路系又は高中性子線
量用回路系のいずれかに入力される。今、低中性子線量
用回路系に入力されると、高速のディスクリミネータ1
8でパルス信号と雑音の弁別がなされ、パルス成形され
て計数回路19に入力される。この計数回路19の計数
値は中性子線量に比例するが、計数値が10’ cps
以上になると、回路系が窒息して応答しなくなるため、
フィードバックループ22により信号分配器17にトリ
ガー信号が与えられ、回路が高中性子線量用に切り換ら
れる。この回路系においては入力信号は積分器20によ
って積分され、電流計21でアナログ的に測定される。
ap1以上まで広範囲にわたる場合には、第2図に示す
ような出力処理回路を用いると便利である。すなわち、
この出力処理回路に中性子検出器の出力パルスが入力さ
れると、広帯域直流増幅器16で増幅された後、信号分
配器17によって低中性子線量用回路系又は高中性子線
量用回路系のいずれかに入力される。今、低中性子線量
用回路系に入力されると、高速のディスクリミネータ1
8でパルス信号と雑音の弁別がなされ、パルス成形され
て計数回路19に入力される。この計数回路19の計数
値は中性子線量に比例するが、計数値が10’ cps
以上になると、回路系が窒息して応答しなくなるため、
フィードバックループ22により信号分配器17にトリ
ガー信号が与えられ、回路が高中性子線量用に切り換ら
れる。この回路系においては入力信号は積分器20によ
って積分され、電流計21でアナログ的に測定される。
しかしながら、測定中に入力信号が変化し、アナログ測
定では雑音が多く、なってきた時、すなわち電流計21
の電流値がある値以下になった時には、フィードバック
ループ23によりトリガー信号が信号分配器17に与え
られ、回路は低中性子線量用に切り換えられる。
定では雑音が多く、なってきた時、すなわち電流計21
の電流値がある値以下になった時には、フィードバック
ループ23によりトリガー信号が信号分配器17に与え
られ、回路は低中性子線量用に切り換えられる。
以上の説明からも明らかなように、本発明の中性子検出
装置は検出器が真空内にあることと、マイクロチャンネ
ルプレートの主材料がガラスであるため、X線やr線と
相互作用がほとんどなく、X線やr線のバックグラウン
ドが高い場合でも低い線量の中性子を計測することがで
きる。さらに、本発明の装置では数epHの低い中性子
線量から非常に高い中性子線量まで広いレンジの中性子
を計測できるため、中性子発生量が時間とともに高速変
化し、かつその変化量が104〜101 近く変化する
場合でも正確に計測できる。また本発明の装置は小型で
非常に薄形なため、場所的な制約があっても計測するこ
とができる。
装置は検出器が真空内にあることと、マイクロチャンネ
ルプレートの主材料がガラスであるため、X線やr線と
相互作用がほとんどなく、X線やr線のバックグラウン
ドが高い場合でも低い線量の中性子を計測することがで
きる。さらに、本発明の装置では数epHの低い中性子
線量から非常に高い中性子線量まで広いレンジの中性子
を計測できるため、中性子発生量が時間とともに高速変
化し、かつその変化量が104〜101 近く変化する
場合でも正確に計測できる。また本発明の装置は小型で
非常に薄形なため、場所的な制約があっても計測するこ
とができる。
第1図は本発明の中性子検出装置の一実施例を示す構成
回路図、第2図は本発明の中性子検出装置の出力処理回
路の変形例を示すブロック図、第3図は本発明の中性子
検出器の作用を示す説明図である。 1 ・・・・・・・・・ 真空容器 2 ・・・・・・・・・ 反応物質 6 ・・・・・・・・・ マイクロチャンネルプレート
4 ・・・・・・・・・ アノード 12 ・・・・・・・・・ 前置増幅器13 ・・・・
・・・・・ 主増幅器 14.18・・・ ディスクリミネータ15.19・・
・ 計数回路 16 ・・・・・・・・・ 直流増幅器17 ・・・・
・・・・・ 信号分配器20 ・・・・・・・・・
積分器 21 ・・・・・・・・・ 電流針 22.25・・・ フィートノ(ツククープ24 ・
・・・・・・・・ 中性子 25 ・・・・・・・・・ α粒子 代理人弁理士 須 山 佐 − 第1図
回路図、第2図は本発明の中性子検出装置の出力処理回
路の変形例を示すブロック図、第3図は本発明の中性子
検出器の作用を示す説明図である。 1 ・・・・・・・・・ 真空容器 2 ・・・・・・・・・ 反応物質 6 ・・・・・・・・・ マイクロチャンネルプレート
4 ・・・・・・・・・ アノード 12 ・・・・・・・・・ 前置増幅器13 ・・・・
・・・・・ 主増幅器 14.18・・・ ディスクリミネータ15.19・・
・ 計数回路 16 ・・・・・・・・・ 直流増幅器17 ・・・・
・・・・・ 信号分配器20 ・・・・・・・・・
積分器 21 ・・・・・・・・・ 電流針 22.25・・・ フィートノ(ツククープ24 ・
・・・・・・・・ 中性子 25 ・・・・・・・・・ α粒子 代理人弁理士 須 山 佐 − 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、真空容器内ζ二、中性子と反応してα粒子を放出す
る反応物質とこの外側に配置されたα粒子によって2次
電子を発生しかつそれを増幅する機構とこの増幅された
電子流を収集するためのアノードとを設置して成る中性
子検出器と、この中性子検出器から出力された電気的信
号を処理する出力処理回路とから構成され、前記2次電
子の増幅機構は2次電子放出材料で内壁をコーティング
された多数の細いガラス管により形成されたマイクロチ
ャンネルプレートから成ることを特徴とする中性子、検
出装置。 2、反応物質は’Liあるいは1・Bから成り、真空容
器内の中央部に薄い膜状に設置されて成や特許請求の範
囲第1項記載の中性子検出装置。 3、出力処理回路は、中性子検出器からの出力信号を増
幅する直流増幅器と、中性子線量に応じて信号を分配す
る信号分配器と、この信号分配器に接続された、入力信
号を雑音成分とパルス信号成分に弁別しパルス成形する
ディスクリミネータとパルス数を計数する計数回路とか
ら成る低中性子線量用回路系及び入力信号を積分する積
分器と電流針とから成る高中性子線量用回路系とから構
成される特許請求の範囲第1項記載の中性子検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19744381A JPS5897676A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | 中性子検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19744381A JPS5897676A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | 中性子検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5897676A true JPS5897676A (ja) | 1983-06-10 |
JPS635707B2 JPS635707B2 (ja) | 1988-02-04 |
Family
ID=16374586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19744381A Granted JPS5897676A (ja) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | 中性子検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5897676A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174679A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 中性子検出器 |
-
1981
- 1981-12-08 JP JP19744381A patent/JPS5897676A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174679A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Hamamatsu Photonics Kk | 中性子検出器 |
JPH0569393B2 (ja) * | 1986-01-28 | 1993-09-30 | Hamamatsu Photonics Kk |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS635707B2 (ja) | 1988-02-04 |
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