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公開番号2025009412
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112407
出願日2023-07-07
発明の名称荷電粒子軌跡検出装置及び荷電粒子軌跡検出方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人東京国際特許事務所
主分類G01T 5/02 20060101AFI20250110BHJP(測定;試験)
要約【課題】高放射線環境下で安定的にミュオンの軌跡を検出する荷電粒子軌跡検出技術を提供する。
【解決手段】荷電粒子軌跡検出装置10は、複数の検出器21が面状配列して成る検出層22(22_x1,22_y1,22_x2,22_y2…)に荷電粒子が入射し出力された検出信号12を読み取る読取回路15と、荷電粒子11の進行方向に沿って隣接する検出器21が同時に電気信号を出力したときにコインシデンス信号を出力するコインシデンス回路23と、一定時間内に別々の検出層22から少なくとも2個以上のコインシデンス信号が出力された際にトリガー信号14を出力する検定回路16と、トリガー信号14によって選定された検出信号12のイベント情報26をデータ保存させる選定回路17と、を備えている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の検出器が面状配列して成る検出層に荷電粒子が入射し出力された検出信号を読み取る読取回路と、
前記荷電粒子の進行方向に隣接する前記検出器が同時に電気信号を出力したときにコインシデンス信号を出力するコインシデンス回路と、
一定時間内に別々の前記検出層から少なくとも２個以上の前記コインシデンス信号が出力された際にトリガー信号を出力する検定回路と、
前記トリガー信号によって選定された前記検出信号のイベント情報をデータ保存させる選定回路と、を備える荷電粒子軌跡検出装置。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
請求項１に記載の荷電粒子軌跡検出装置において、
前記検出器は、ドリフトチューブ方式、マルチワイヤ方式、ＧＥＭ方式及びシンチレーション方式のいずれか一つである荷電粒子軌跡検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の荷電粒子軌跡検出装置において、
前記ドリフトチューブ方式、前記マルチワイヤ方式及び前記ＧＥＭ方式の前記検出器に封入されているガスは、希ガスを主成分とし炭化水素を含まない荷電粒子軌跡検出装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の荷電粒子軌跡検出装置において、
前記イベント情報は、選定された前記検出信号を出力した前記検出器の識別ＩＤ、出力時刻を含み、
これら前記検出器の識別ＩＤ及び前記出力時刻をデータ保存部にデータ送信させる送信回路を備える荷電粒子軌跡検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の荷電粒子軌跡検出装置において、
前記読取回路、前記検定回路、前記選定回路及び前記送信回路は、共通の基板に設けられている荷電粒子軌跡検出装置。
【請求項６】
複数の検出器が面状配列して成る検出層に荷電粒子が入射し出力された検出信号を読み取るステップと、
前記荷電粒子の進行方向に隣接する前記検出器が同時に電気信号を出力したときにコインシデンス信号を出力するステップと、
一定時間内に別々の前記検出層から少なくとも２個以上の前記コインシデンス信号が出力された際にトリガー信号を出力するステップと、
前記トリガー信号によって選定された前記検出信号のイベント情報をデータ保存させるステップと、を含む荷電粒子軌跡検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、地表に到達する宇宙線ミュオンを観測することができる荷電粒子軌跡検出技術に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
構造物内部を把握する方法として、地表に到達する宇宙線ミュオンを観測し、この構造物内部を透視する技術が知られている。具体的には、ミュオンの粒子束の減衰を測定する透過法、および測定対象となる構造物の前後でミュオンの飛行軌跡を観測しクーロン多重散乱角を画像化する散乱法などが知られている。
【０００３】
そして、このミュオンの観測による構造物内部の透視技術を、高放射線環境の下でも適用することが提案されている（例えば、非特許文献１）。また、放射能を帯びた構造物を対象にした観測も提案されている（例えば、非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Ｈ．Ｍｉｙａｄｅｒａ，ｅｔａｌ．，ＡＩＰＡｄｖａｎｃｅｓ 3,052133（2013）．
Ｈ．Ｍｉｙａｄｅｒａ，ｅｔａｌ．，ＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓ６１，Ｃ１５４（２０２２）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ミュオンによる透視技術では、観測対象の構造物の外側に荷電粒子軌跡検出装置が設置される。そして、検出されたミュオンの飛行軌跡を検出し、この軌跡を解析することで、観測対象のイメージングが行われる。そのようなミュオンの軌跡を検出する荷電粒子軌跡検出装置としては、電離ガスを用いたドリフトチューブ検出器を積層させた装置や、マルチチャンネルのシンチレーション検出器を積層させたものが用いられる。
【０００６】
ところで、環境におけるガンマ線量が高い場合、ガンマ線のコンプトン散乱の発生数も増加し、荷電粒子軌跡検出器において、ミュオンとは別にガンマ線に起因の検出が増加する。このため、高放射線環境下では、ガンマ線に起因する検出が、解析対象となるデータ量を増大させ、荷電粒子軌跡検出装置におけるミュオンの軌跡検出を不安定にする課題があった。
【０００７】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、高放射線環境下で安定的にミュオンの軌跡を検出する荷電粒子軌跡検出技術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】
【０００８】
実施形態に係る荷電粒子軌跡検出装置において、複数の検出器が面状配列して成る検出層に荷電粒子が入射し出力された検出信号を読み取る読取回路と、前記荷電粒子の進行方向に沿って隣接する前記検出器が同時に電気信号を出力したときにコインシデンス信号を出力するコインシデンス回路と、一定時間内に別々の前記検出層から少なくとも２個以上の前記コインシデンス信号が出力された際にトリガー信号を出力する検定回路と、前記トリガー信号によって選定された前記検出信号のイベント情報をデータ保存させる選定回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態により、高放射線環境下で安定的にミュオンの軌跡を検出する荷電粒子軌跡検出技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る荷電粒子軌跡検出装置の構成図。
ドリフトチューブ型の検出器の検出層が成す積層体の斜視図。
（Ａ）検出層に荷電粒子が入射したとき検出信号を出力する検出器を示す図、（Ｂ）検出層にガンマ線が入射したとき検出信号を出力する検出器を示す図。
ドリフトチューブ型の検出器の動作説明図。
実施形態に係る荷電粒子軌跡検出方法を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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