Transcript 新規LiFシンチレータ評価および輝度向上フィルムの適用（仮）

平成23年1月16日
KUR研究会
熱中性子ラジオグラフィ用-新規ＬｉＦシンチレータ、
および輝度向上フィルムの評価
○飯倉 寛1，筒井 紀彰2，中村 龍也1，片桐 政樹1，呉田 昌俊1，
久保 純3，松林 政仁1
原子力機構1，秩父富士2，日産自動車3
新規LiFシンチレータの開発・評価
輝度アップシートの導入
新規LiFシンチレータの共同開発
㈱秩父富士製
＜ZNSLB-L300-Al-0510＞
ZnS/6 LiF/Inorganic-binder = 2:1:1
thickness : 300mm
Scintillation decay characteristics
ZnS (Ag):Al/6Li
0
Output voltage from PMT (V)
従来品
AST社製
化成オプトニクス製
＜NRコンバータ＞
-0.04
ZnS (Ag):Cl/6Li
-0.08
-0.12
-0.16
0
1
2
3
4
5
Elapsed time (ms)
6
7
8
Comparison of the scintillation decay characteristics for thermal neutrons
Fast components
Slow components
Sample
Intensity
(0-8 ms)
Half-life
periods (ms)
Intensity
(40-80 ms)
Half-life
periods (ms)
After grow ratio
(slow/fast)
ZnS(Ag):Al/6Li
(New scintillator)
ZnS(Ag):Cl/ 6Li
(AST)
130081
2.49
20818
22.1
0.032
113113
2.74
26029
22.6
0.046
Comparison of brightness (a) and MTF(b)
C-CCD camera C4880 (Hamamatsu)
a 200mm lens (Nikon Micro-Nikkor, F=4.0)
(a)
(b)
0.9
16000
0.8
14000
0.7
0.6
10000
MTF
Brightness
12000
8000
6000
0.5
0.4
0.3
4000
□ Conventional scintillator
○ New scintillator
2000
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
Exposure time (second)
2.5
□ Conventional scintillator
○ New scintillator
Exponential fit
0.2
0.1
0
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Line Pairs/mm
Conventional scintillator : 3.61LP/mm
New scintillator
: 3.04LP/mm
The designed Gd-resolution mask for neutron imaging
(a)
(b)
50 mm
f 4.0mm
0.7
3.0
2.0
1.5
1.0
1.0
0.8
50 mm
0.5 0.4 0.3
LP2.0mm
2.0
2.0
0.6
0.4, 0.8
0.7 - 0.4
0.3 - 0.1
1.0
0.9
2.0
0.6
0.2
1.2
0.3, 0.7
0.5, 0.9
1.5
2.0
4.0
3.0
4.0
LP2.0mm
1.5
0.8
A single frame neutron image of the Gd-resolution mask No.1 used the
high frame-rate Imaging system and the new scintillator. The frame rate of
each image was 2000 (a) and 15000fps (b).
FASTCAM-MAX 120K (Photron)
I.I.（C9547MOD Hamamatsu, gain: min. 500 – max.990)
NIKKOR 85mm lens (Nikon, F=1.4).
200 pixels
(a) Gain 560
200 pixels
(b) Gain 750
Visualization of oil flow in a running car engine. (a) The appearance photograph of
the engine used in the experiment. (b) A schematic illustration of the view area. (c)
a single frame from the continuous neutron images at 2000fps inside an engine
driven 1600 rotations per minutes.
(b)
(a)
(c)
新規LiFシンチレータの開発・評価
輝度アップシートの導入
ＢＥＦ
住友3M株式会社HPより抜粋
http://www.mmm.co.jp/display/bef/index.html
BEF II 90/24
Prism pitch: 24 mm
Prismatic Structure: 13 mm
Polyester Substrate: 127 mm
Scintillator
4300
7100
10600
Silica glass
BEF II 90/24
発光傾向（簡易的実測値より）
BEF
scintillator
neutron
neutron
Evaluation of the spatial resolution by using BEF.
The neutron transmission image of the Gd-resolution mask No.2
(a) withoutBEF, (b) with two BEF stacked perpendicularly
(a)
None
(b)
+ two BEF
MTF using conventional scintillator with BEF.
The curves were approximated using the exponential function in order to calculate
each 10% MTF.
0.8
10% of MTF
none: 2.12 LP/mm
+BEF: 0.94 LP/mm
0.7
0.6
MTF
0.5
0.4
0.3
0.2
none
+BEF
0.1
0
0
0.5
1
Line Pairs/mm
1.5
(a)
0.9 sec
Conventional scintillator
(b)
New scintillator + BEF
0.15 sec
1mm程度の分解能で十分なニーズであれば、さらなる高速動態撮像が可能に
イメージングに限らず、また中性子に限らず、
シンチレータ等の発光をカメラ撮像するタイプのシステムであれば適用可能
ＴＮＲＦ マシンタイム動向
200
180
160
施設共用非公開
140
施設共用公開
120
トライアル
100
大学共同利用
80
60
共同研究
40
独自研究
20
装置調整枠
0
H18
H19
H20
H21
H22
日数
70
70
60
60
50
施設共用公開
50
40
施設共用非公開
40
30
施設共用公開
30
20
トライアル
20
10
22
施設共用非公開
11
13
18
4
10
0
0
H18
H19
H20
H21
H22
H18
H19
H20
H21
H22
ＪＲＲ－３ 運転計画（予定）