JPS61279050A

JPS61279050A - 中性子計数管

Info

Publication number: JPS61279050A
Application number: JP11882285A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Matsui; 哲也松井; Haruo Fujimori; 治男藤森
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1986-12-09

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は中性子検出器に係り、特に高γ線場で長時間安
定に中性子とγ線とを良好に弁別計測するのに好適な中
性子計数管に関する。

〔発明の背景〕

本発明に近い公知例としては、アイイーイーイー・トラ
ンザクションズ・オンニュークリア・サイエンス（ＩＥ
ＥＥ　ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ　ＯＮ　ＮＵＣＬＥＡ
Ｒ５（ＪＥＮＣＥ）　Ｎ５１３．　Ｍｏ２．第６３０〜
６３５頁（１９６６年）に開示されたものがある。

ＢＦ、比例計数管は中性子測定、特に熱中性子の測定に
広く利用されている検出器である。この検出器は低レベ
ルのγ線場においては中性子とγ線を弁別する性能を有
している。しかしながら。

高γ線場での中性子計測の場合、通常のＢＦ、比例計数
管ではγ線による感度低下及びγ線パイルアップ現象が
生じ十分な測定を行うことができないという欠点がある
。近年、使用済核燃料中のＵ。

Ｐ、量を測定するために、高レベルのγ線が存在する場
で・中性子を良好に計測しうる検出器の開発が望まれて
いる。そのため、上述したＢＦ３計数管の高γ線による
性能劣化とパイルアップの改善が必要である。

高γ線場でＢＦ３計数管の測定感度が低下する原因は、
ＢＦ、ガスがγ線により解離し非導電性のＦ２　ガスが
生じるためである。また、このため長時間高γ線掛で使
用すると性能が劣化し測定不能になる。この性能低下を
防止するためには、発生したＦ２　ガスを除去する必要
がある。その方法の一つとして活性炭を計数管の内壁に
コーティングする方法が考えられている（最も近い公知
例）。

との方法により、１０００　Ｒ／　ｈ　ｒの高γ線場に
おいても、中性子計測が可能となっているが、その寿命
はまだ十分とはいえない。

一方、γ線のパイルアップ現象は、陰極である外殻部に
入射したγ線の電子のはじき出しによって生じるγ線の
パルスが重なり合うことによって起こる。このパイルア
ップ現象を防ぐ方法として、鉛遮蔽を施す方法があるが
、この方法では中性子スペクトルが変化するため本質的
な解決策ではなり）。

ＢＦ、計数管以外に中性子を計測する検出器としては、
核分裂計数管がある。この検出器の場合は高γ線場にお
いても中性子計測上の問題はないが感度がＢＦ、計数管
の約１／１００であり、高感度とはいえない。

〔発明の目的〕

高γ線場において、感度低下を防止し、パイルアップ現
象による影響を減少しうる中性子計・数管を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

（１）中性子検出用ガスを循環させ、不純物トラップに
より封入ガス純度を一定に保持する。

（２）外殻部は、薄い金属板からなる内壁部と強度を保
つためのプラスチック等の低原子番号元素を用いた外壁
部の２層構造とし、γ線による電子のはじき出しを防止
する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を、図を用いて説明する。

第１図に本発明の装置構成を示す。この装置の中性子検
出部は、金属線を用いた陽極１、円筒型の金属薄板を用
いた陰極２、保護ケースの役目を持つ外壁３、中性子検
出用ガス４、及び電圧コネクタ５から成る。陰極２は、
γ線による電子のはじき出しを減少させ、γ線パイルア
ップ現象を防ぐため肉厚を薄くしたものを用いる。陰極
を薄くしたことによる耐圧強度の低下は、外壁３により
補強する。外壁３に用いる材料は、プラスチック等の低
原子番号元素を用いたものとし、光電効果による電子の
はじき出しが少ないものを選択する。

入射中性子１４は、外壁３、陰極２を透過し、管中の中
性子検出用ガス４であるＢＦ３ガスのホウ素と（ｎ　ｒ
　α）反応を起こし、その反応のＱ値のエネルギーが検
出される。一方、外壁３と陰極２を透過したα線１５が
、ＢＦ、を解離しＦ２　を発生させる。このＦ２は非導
電性で測定の妨げとなるので、これを除去するものとす
る。Ｆ２　を除去するシステムはまず、計数管に取り付
けられた配管６を通して、ポンプ７により計数管中のガ
スを不純物ガストラップ８へ導き、Ｆ２　が除去された
ガスは再び計数管中へ戻す方法とする。不純物ガストラ
ップ８に用いる吸着剤９には、モレキュラーシーブカー
ボンを用いる。第２図に示すように、Ｆ２分子の長さは
、４．２５８人であり、ＢＦ、分子の最も大きい長さは
６．４５２人である。この差を利用し、孔径５人前後の
モレキュラーシーブカーボンを用いることにより、Ｆ２
分子を選択的に吸着させ、Ｆ２の除去効率を挙げる。

また、不純物ガストラップ８はコネクタ１３により着脱
可能とし、吸着量が飽和した時点で交換し、半永久的に
Ｆ２　を除去できるようにする。不純物ガスが吸着され
ることによるガスの減少分は調圧器１０を介してＢＦ、
ガスボンベ１１から供給し、計数管内の圧力を一定に保
持できるようにする。

以上のように装置を構成することにより、高γ線場にお
いても、性能が劣化せず、γ線パイルアップ現象の影響
が小さい中性子計測が可能となる。

第３図に本実施例の装置構成を示す。前述のように、γ
・線パイルアップ現象を防止するためには低原子番号元
素を用いればいいので、陰極２として耐圧強度を充分に
持った炭素繊維を用いるものとする。炭素は電気抵抗値
が高いので、必要最小限の金属線１ｂを埋込むことによ
り電気抵抗を下げるものとする。この様に検出部を構成
することにより、γ線による電子のはじき出しが非常に
小さい検出器を構成することが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＢＦ、ガス中の不純物ガスを除去し、
また陰極に金属薄板を用いてγ線による電子のはじき出
しを最小にすることにより、高γ線掛においても感度良
く、またγ線パイルアップ現象の影響が少ない中性子計
数管が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置構成を示す概略図、第
２図はＦ２分子とＢＦ、分子の構造と大きさを示す図、
第３図は本発明の他の実施例を示す概略図である。１・・陽極、２・・・陰極、３・・・外壁、４・・・中
性子検出用ガス、５・・・電圧コネクタ、６・・・ガス
配管、７・・・ポンプ、８・・・不純物ガストラップ、
９・・・吸着剤、１０・・・調圧器、１１・・・ＢＦ３
ガスボンベ、１２・・・同軸ケーブル、１３・・コネク
タ、１４・・・入射中性子、１５・・・入射γ線、１６
・・・金属線、１７・・・絶縁体。

Claims

【特許請求の範囲】１、陰極を兼ねる外殻部この外殻内に封入される中性子
検出用ガス、陽極及び電圧コネクタとから構成される中
性子検出用比例計数管において、上記外殻部としてプラ
スチック等の低原子番号元素を主材料とする物質と金属
薄板との積層板を用いこの外殻部に中性子検出用ガスを
循環させる配管を有しこの配管途中に不純物ガストラッ
プを設置することを特徴とする中性子計数管。２、特許請求の範囲第１項において、中性子検出用ガス
としてＢＦ＿３ガスを用い不純物ガストラップとしてモ
レキユラーシーブカーボンを用いることを特徴とする中
性子計数管。