JPH0247581A - 中性子検出器 - Google Patents

中性子検出器

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JPH0247581A
JPH0247581A JP19872488A JP19872488A JPH0247581A JP H0247581 A JPH0247581 A JP H0247581A JP 19872488 A JP19872488 A JP 19872488A JP 19872488 A JP19872488 A JP 19872488A JP H0247581 A JPH0247581 A JP H0247581A
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container
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neutron detector
signal
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JP19872488A
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Takeo Torii
建男 鳥居
Naoyuki Sakurai
桜井 直行
Taichi Michikawa
道川 太一
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NIPPON HOSHASEN ENG KK
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
Original Assignee
NIPPON HOSHASEN ENG KK
Power Reactor and Nuclear Fuel Development Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粒子加速器取扱施設、核燃料施設、原子炉施設
等における放射線計測、放射線管理に用いることのでき
る中性子検出器に関するものである。
[従来の技術] 一般に、生体に対する放射線の効果を評価する場合、線
量当量という概念が用いられ、吸収線量と線質係数の積
で与えられる。線質係数は、粒子の飛跡に沿った生体分
子に対する局所的なエネルギーの付加率、即ち線エネル
ギー付与と共に増加し、高速電子線、ベータ線、X線、
ガンマ線等では1であり、α粒子、中性子等では大きな
値となる。また線量当量は、実効線量当量や組織線量当
量に分類され、線量当量率は線量当量の単位時間当たり
の値として定義される。
従来、中性子線量当量率の測定は、中性子をポリエチレ
ン等の中性子減速材で減速させ、3フツカ硼素(BFi
を封入したアルミ、或いはステンレス等からなる容器中
に入射させて(n、  α)反応を起こさせ、このとき
出るα粒子(α)でガスをイオン化して、これを電気信
号パルスとして出力端子より取り出すようにしていた。
〔発明が解決すべき課題〕
しかしながら、従来の中性子検出器では線量応答特性が
広いエネルギー領域で一定となるようにポリエチレン等
の中性子減速材を多く使用しているため、装置が大型化
しかつ重くなりがちで、そのため検出器の小型軽量化を
図る上で障害になっていた。また、この方式の線量当量
率計では実効線量当量や組織線量当量等の異なった線量
当量を一つの検出器で測定することが不可能であると共
に、中性子の平均エネルギー等のエネルギー情報を得る
ことができなかった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、中性子の
実効線量当量や組織線量当量等、エネルギーにより応答
特性が異なる線量当量を同時に測定でき、かつ中性子の
平均エネルギーも求めることができ、中性子サーベイメ
ータまたはモニタの小型軽量化を図ることの可能な中性
子検出器を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明の中性子検出器は、3フッ化ほう素を
充填し、ほう素の(n、 α)反応を利用したBP、比
例計数管を用いた中性子検出器において、比例計数管の
容器の内面にポリエチレン等の水素化合物の膜をコーテ
ィングしたこと、比例計数管の出力を波高または波形弁
別回路により弁別し、2種類以上の電気信号を取り出す
ようにし、また波高または波形弁別回路により弁別され
た2種類基−ヒの電気信号を各々計数し、各計数値の比
から線量当量、平均エネルギーを求めるようしたことを
特徴とする。
〔作用〕
本発明の中性子検出器はBF、比例計数管の容器の内面
にポリエチレン等の水素化合物の膜をコーティングし、
低速中性子においては(n、 α)反応により、高速中
性子においては(n、p)反応によりそれぞれ電気信号
を取り出し、(nα)反応、(n、  ρ)反応により
波高または波形が異なることを利用し、それぞれ分離し
て計数し、その計数比と線量当量、平均エネルギーとの
間に所定の函数関係があることを利用して線量当量や平
均エネルギー等も求めることができるため、1つの検出
器で実効線量当量や組織線量当量の測定を同時に行うこ
とができ、またポリエチレン等の水素化合物が高速中性
子に反応するため多量の減速材を必要とせず、装置の小
型軽量化を図ることができる。
〔実施例〕
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の中性子検出器の構造を示す図で、図中
、lOは比例計数管、11は計数管容器、12は中心電
極用芯線、13は出力端子、14は水素化合物の膜、1
5は外側電極である。
図において、比例計数管10は容器11の内面にポリエ
チレン等の水素化合物の膜14がコーティングされ、そ
の膜の表面に導電体を塗布して外側電極15を形成し、
中心電極用芯線12との間に高電圧が印加されており、
内部にはBF、ガスが封入されている。
そしてエネルギーの低い低速中性子が入射すると(n、
  α)反応が起こり、比例計数管内にα粒子が放出さ
れる。このα粒子によりガスがイオン化され、イオン化
粒子が円筒形または球形の外側電極15と、中心電極で
ある芯線12の間の高電圧により加速されて両電極間に
電流が流れて増幅され、出力端子13より電気信号パル
スとして出力される。また、高速中性子が入射した場合
には、比例計数管10の容器11の内側にコーティング
したポリエチレン等の水素化合物の膜の14中の水素と
、(n、P)反応を起こし、この反跳陽子(p)が比例
計数管内に放出される。この反跳陽子がα粒子の場合と
同様にガスをイオン化させ、電気信号パルスとして出力
端子より取り出される。
そして、低速中性子と高速中性子が入射した場合の出力
信号は電圧レヘルや波形が異なるため、信号弁別回路で
弁別可能で、それぞれ別々に計数することができる。
第2図はこのような弁別回路を有する本発明の検出回路
構成を示す図で、図中、21は高電圧回路、22は増幅
器、23は信号弁別回路、24゜25は31数回路、2
6は演算処理回路、27は表承部である。
比例計数管10には高電圧回路21により外側電極と中
心電極間に高電圧が印加されており、前述したように中
性子が入射すると出力端子より電気信号パルスが取り出
され、この出力パルスを増幅器22で増幅し、信号弁別
回路23でエネルギーレヘル或いは波形によって、α信
号(α粒子により生した信号)、或いはp信号(反跳陽
子により生した信号)に弁別し、それぞれ計数回路24
゜25により計数する。
ところで、中性子エネルギーに対する(nρ)反応、(
n、  α)反応の感度は第3図のような特性を示し、
各反応は中性子のエネルギーによりそれぞれ異なり、所
定の確率で生じている。そこで、第2図の計数回路24
における計数値を02、計数回路25における計数値を
CIとし、単一エネルギー中性子による照射実験や中性
子輸送計算による感度解析を行うことにより、計数比C
2/CIと線量当i1D、又は平均エネルギー巳、V。
との間に、例えば第4図に示すような函数曲線が求める
られる。なお、図の函数曲線は計数値CIで除して規格
化している。この函数をプログラム化し、演算処理回路
26に記憶させておき、任意の中性子エネルギー分布を
持つ場所で測定することにより、計数(l¥CIおよび
C2から第4図の函数関係を利用し、演算処理回路26
により線量当〒や平均エネルギーを算出することができ
る。
こうして演算処理回路22で線量当量や平均エネルギー
が算出され、その値が表示部27に表示される。
〔発明の効果] 以上のように本発明によれば、1つの検出器で実効線量
当量や&[I織線量当量の測定を同時に行うことが可能
となり、また測定場所の平均エネルギー等のエネルギー
情報を得ることが可能となる。
そしてポリエチレン等の水素化合物が高速中性子に反応
するため、従来のように多量の減速材を必要としないた
め、中性子検出器の小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の中性子検出器の構造を示す図、第2図
は本発明の中性子検出回路の構成を示す図、第3図は中
性子エネルギーに対する反応の感度特性を示す図、第4
図は計数比C2/C1と線量当ID、tたは平均エネル
ギーE @ V 1+との関係を示す図である。 10・・・比例計数管、II・・・計数管容器、12・
・・中心fi17ji用芯線、13・・・出力端子、1
4・・・水素化合物の膜、15・・・外側電極、21・
・・高電圧回路、22・・・増幅器、23・・・信号弁
別回路、24.25・・・計数回路、26・・・演算処
理回路、27・・・表示部。 出 願 人   動力炉・核燃料開発事業団代理人弁理
士  蛭 川 昌 信(外4名)第4図 讐土&ぶヒ(C2/C1)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)3フッ化ほう素を充填し、ほう素の(n、α)反
    応を利用したBF_3比例計数管を用いた中性子検出器
    において、比例計数管の容器の内面にポリエチレン等の
    水素化合物の膜をコーティングしたことを特徴とする中
    性子検出器。
  2. (2)比例計数管の出力を波高または波形弁別回路によ
    り弁別し、2種類以上の電気信号を取り出すようにした
    請求項1記載の中性子検出器。
  3. (3)波高または波形弁別回路により弁別された2種類
    以上の電気信号を各々計数し、各計数値の比から線量当
    量、平均エネルギーを求めるようにした請求項2記載の
    中性子検出器。
JP19872488A 1988-08-09 1988-08-09 中性子検出器 Granted JPH0247581A (ja)

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JP2009097967A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 High Energy Accelerator Research Organization 中性子計測用ガス検出装置
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