JPS635707B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS635707B2 JPS635707B2 JP19744381A JP19744381A JPS635707B2 JP S635707 B2 JPS635707 B2 JP S635707B2 JP 19744381 A JP19744381 A JP 19744381A JP 19744381 A JP19744381 A JP 19744381A JP S635707 B2 JPS635707 B2 JP S635707B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- neutron
- signal
- reactant
- circuit
- detection device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 12
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 description 1
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T3/00—Measuring neutron radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
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に係
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。
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。
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 2H＋ 2H→（ 3He＋0.82MeV）＋（ｎ＋
2.45MeV） 2H＋ 3H→（ 4He＋3.52MeV）＋（ｎ＋
14.06MeV） 中性子ｎが発生するが、同時にγ線及び逃走電
子による硬Ｘ線（1MeV〜200KeV）や制動放射
によるＸ線（200KeV〜10KeV）等のＸ線が放出
される。従来、このようなＸ線及びγ線のバツク
グラウンドの高い中性子を計測する場合に、
3HeカウンタやBF3カウンタを使用しているが、
この 3HeカウンタやBF3カウンタはγ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γ線を遮断する必要が
あつた。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つた。
反応により 2H＋ 2H→（ 3He＋0.82MeV）＋（ｎ＋
2.45MeV） 2H＋ 3H→（ 4He＋3.52MeV）＋（ｎ＋
14.06MeV） 中性子ｎが発生するが、同時にγ線及び逃走電
子による硬Ｘ線（1MeV〜200KeV）や制動放射
によるＸ線（200KeV〜10KeV）等のＸ線が放出
される。従来、このようなＸ線及びγ線のバツク
グラウンドの高い中性子を計測する場合に、
3HeカウンタやBF3カウンタを使用しているが、
この 3HeカウンタやBF3カウンタはγ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γ線を遮断する必要が
あつた。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つた。
また逆に、中性子線量が104cps以上と高くなる
と、 3HeカウンタやBF3カウンタはその応答速
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BF3カウンタはその応答速
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
よつて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イングされ
た多数の細いガラス管により形成されたマイクロ
チヤ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γ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104〜105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。
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
よつて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イングされ
た多数の細いガラス管により形成されたマイクロ
チヤ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γ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104〜105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。
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）によつて高真空状態に排気された
後、公知の適当な方法によつて封じられている。
前記真空容器１内のほぼ中央に 6Liや 10B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10〜25μｍの細いガラス管を多数束ねて
0.5〜１mm程度の厚さの板状に形成して成るマイ
クロチヤンネルプレート３，３が密着して設置さ
れる。このマイクロチヤンネルプレート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
子放出材料によつてコーテイングが施されてお
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つている。マイクロチヤン
ネルプレート３，３の外側にはこのプレート３，
３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によつて電気的に
接続される。またマイクロチヤンネルプレート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
つて反応物質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３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によつてプレート３が負となるように
低電圧が印加されるようになつている。
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）によつて高真空状態に排気された
後、公知の適当な方法によつて封じられている。
前記真空容器１内のほぼ中央に 6Liや 10B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10〜25μｍの細いガラス管を多数束ねて
0.5〜１mm程度の厚さの板状に形成して成るマイ
クロチヤンネルプレート３，３が密着して設置さ
れる。このマイクロチヤンネルプレート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
子放出材料によつてコーテイングが施されてお
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つている。マイクロチヤン
ネルプレート３，３の外側にはこのプレート３，
３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によつて電気的に
接続される。またマイクロチヤンネルプレート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
つて反応物質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３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によつてプレート３が負となるように
低電圧が印加されるようになつている。
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、デイスクリミネータ１４及び計数回
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。
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、デイスクリミネータ１４及び計数回
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１
６で増幅された後、信号分配器１７を介して、デ
イスクリミネータ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２０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つた時、信号分配器１７
を切り換えるフイードバツクループ２２，２３が
設けられている。
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１
６で増幅された後、信号分配器１７を介して、デ
イスクリミネータ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２０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つた時、信号分配器１７
を切り換えるフイードバツクループ２２，２３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。
の動作について説明する。
第３図に示すように真空容器１外から 6Liや
10B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 6Li＋ｎ→ 4He＋ 3H 10B＋ｎ→ 4He＋ 7Li 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はマイクロチヤンネルプレート
３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衝突し、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１１に流される。この電子流は数
nsec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。
10B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 6Li＋ｎ→ 4He＋ 3H 10B＋ｎ→ 4He＋ 7Li 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はマイクロチヤンネルプレート
３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衝突し、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１１に流される。この電子流は数
nsec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50Ωとした時、
数ｍＶのオーダーとなるが、これは前置増幅器１
２でパルス増幅され、さらに主増幅器１３で0.1
〜数Ｖにまで増幅された後、デイスクリミネータ
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
（cps）は入射した中性子数に比例することにな
る。
数ｍＶのオーダーとなるが、これは前置増幅器１
２でパルス増幅され、さらに主増幅器１３で0.1
〜数Ｖにまで増幅された後、デイスクリミネータ
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
（cps）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cpsから
107cps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によつて低
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、高速のデイスクリミネータ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107cps以上になると、回路系が窒息して応答
しなくなるため、フイードバツクループ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によつて積分さ
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つてきた時、すなわち電流
計２１の電流値がある値以下になつた時には、フ
イードバツクループ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。
107cps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によつて低
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、高速のデイスクリミネータ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107cps以上になると、回路系が窒息して応答
しなくなるため、フイードバツクループ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によつて積分さ
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つてきた時、すなわち電流
計２１の電流値がある値以下になつた時には、フ
イードバツクループ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
イクロチヤンネルプレートの主材料がガラスであ
るため、Ｘ線やγ線と相互作用がほとんどなく、
Ｘ線やγ線のバツ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cps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104〜105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
つても計測することができる。
性子検出装置は検出器が真空内にあることと、マ
イクロチヤンネルプレートの主材料がガラスであ
るため、Ｘ線やγ線と相互作用がほとんどなく、
Ｘ線やγ線のバツ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cps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104〜105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
つ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ツク図、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、３……マイ
クロチヤンネルプレート、４……アノード、１２
……前置増幅器、１３……主増幅器、１４，１８
……デイスクリミネート、１５，１９……計数回
路、１６……直流増幅器、１７……信号分配器、
２０……積分器、２１……電流計、２２，２３…
…フイードバツクループ、２４……中性子、２５
……α粒子。
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ツク図、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、３……マイ
クロチヤンネルプレート、４……アノード、１２
……前置増幅器、１３……主増幅器、１４，１８
……デイスクリミネート、１５，１９……計数回
路、１６……直流増幅器、１７……信号分配器、
２０……積分器、２１……電流計、２２，２３…
…フイードバツクループ、２４……中性子、２５
……α粒子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空容器内に、中性子と反応してα粒子を放
出する反応物質とこの外側に配置されたα粒子に
よつて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イングされ
た多数の細いガラス管により形成されたマイクロ
チヤ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 6Liあるいは 10B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る特許
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イスクリミネータと
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
流計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 JPS5897676A (ja) | 1983-06-10 |
| JPS635707B2 true 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) |
Families Citing this family (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5897676A (ja) | 1983-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Martone et al. | The 14 MeV frascati neutron generator | |
| Galanti et al. | A high resolution, high sensitivity channel plate image intensifier for use in particle spectrographs | |
| Fricke et al. | Single particle counting of heavy ions with a channeltron detector | |
| Curran et al. | II. Investigation of soft radiations by proportional counters | |
| US9341596B1 (en) | Annular gas ionization delta E-E detector | |
| Curran et al. | A photoelectric alpha particle detector | |
| Fulbright | Ionization chambers in nuclear physics | |
| Baldwin et al. | Time‐of‐Flight Electron Velocity Spectrometer | |
| US2796533A (en) | Logarithmic count rate or frequency meter | |
| JPH0434829A (ja) | 広エネルギー中性子検出器 | |
| JPS635707B2 (ja) | ||
| Stern et al. | Ion chambers for fluorescence and laboratory EXAFS detection | |
| US4235670A (en) | Method and apparatus for measuring neutron flux | |
| US3246151A (en) | Low background beta-ray scintillation spectrometer | |
| US3621238A (en) | Gamma insensitive air monitor for radioactive gases | |
| Taylor et al. | Nuclear particle and radiation detectors. Part 1: Ion chambers and ion-chamber instruments | |
| Moulton et al. | Fast neutron detector | |
| Jelley et al. | The Time Distribution of Delayed Particles in Extensive Air Showers using a Liquid Scintillation Counter of Large Area | |
| Moe | Ionization of Inert Gases by Positive Potassium Ions | |
| WO2024195804A1 (ja) | 分析装置 | |
| Aldridge et al. | The half-life and mass of 43Ti | |
| WO2024043076A1 (ja) | 放射線測定装置 | |
| Wood | A sealed-off 14 MeV neutron• source incorporating a solid state alpha-particle detector | |
| US3588536A (en) | Pulse height analyzer | |
| Harrison et al. | Sensitive Detector for Metastable He+ (2 S) Ions |