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熱中性子管理棟(校正)— データまとめ

2026-08-22 午後に、黒鉛パイルでの校正・Gain 試験・PE 効果確認を行った。地下施設キャンペーン(等価コンクリート図 11/12)とは別セッションである。

MCA はピークを積算するモードであるため、dead time では較正点を捨てない。計数率 = (その窓のカウント合計)÷ LIVE_TIME。計測効率は(効率×面積)÷ 面積。

較正の定義 · メーカー公称 · 実績 · 採用している検出器効率 · 計数率一覧 · 現場フラックス · PE 確認 · 生データ

較正の定義(d1 / D1 共通)

メーカー感度は等方熱場の全計数(cps/nv = 効率×面積)。現場の主窓は壁効果 191–764 keV。

効率×面積(全計数) = メーカー cps/nv
面積 S               = π r (L+r)/2 (L = He-3 が入っている長さ)
計測効率             = (効率×面積) / S
ROI後の割合 f_wall    = d1 パイル 30&80 cm の(ROI後の計数率)/(全計数率)
効率×面積(ROI後)    = メーカー × f_wall
フラックス           = ROI後の計数率 / (効率×面積・ROI後)

「パイルの既知フラックス」とは、黒鉛パイル上・線源から 30 cm / 80 cm で文献から分かっている熱中性子束(米内ほか 2002:30 cm で 21.33、80 cm で 10.88 n/cm²/s)のこと。実測はここで計数率を測り、メーカー感度と照合する。

パイルでの実測(効率×面積)は点束×長い円筒のためメーカー公称と一致しなくてよい(照合)。絶対フラックスの主結果はメーカー × ROI後の割合。

メーカー公称

検出器 外形全長 [cm] He-3 が入っている長さ [cm] 直径 [cm] 面積 [cm²] メーカー感度 [cps/nv] メーカー計測効率
d1 / d2 50 39.53 5.08 167.9 123 0.733
D1 / D2 66 56 9.60 458.4 450 0.982

実績

検出器 条件 live [s] カウント 計数率 [cps] 既知フラックス [n/cm²/s] 実測の効率×面積 [cm²] 実測の計測効率 メーカー感度 [cps/nv] メーカー計測効率
d1 30cm 67.5 122616 1817 21.33 85.2 0.508 123 0.733 0.68(平均)
d1 80cm 62.9 55925 889 10.88 81.7 0.487
D1 gain750,80cm 32.9 158898 4835 10.88 444 0.969 450 0.982 0.99

d1 の効率×面積の平均は 83.4。

採用している検出器効率

検出器 面積 [cm²] メーカー感度 [cps/nv] メーカー計測効率 実測の計測効率 採用する効率×面積(ROI後)[cm²]
d1 167.9 123 0.733 0.497 112.3
D1 458.4 450 0.982 0.969 410.9
d2 167.9 123(裸管・参考) 0.733 132.1
D2 458.4 450(裸管・参考) 0.982 306.6

d2/D2 は PE 付きのため、メーカー裸管の感度・計測効率は参考。採用は現場での転送値。

計数率一覧(2026-08-22)

計数率は LIVE_TIME で割った値。ROI後(191–764 keV)。dead time 割合 = 100 × (1 − LIVE/REAL)。

測定 検出器 条件 live [s] dead time [%] 全計数率 [cps] ROI後の計数率 [cps] ピーク窓の計数率 [cps] メモ
D1 · 30 cm D1 黒鉛・水平 28.1 62.8 1.82×104 7162 1634 不採用(パイルアップ)
D1 · 80 cm D1 黒鉛・水平 50.4 33.2 5412 2875 1161 参考(gain 前)
D1 · gain500 D1 Gain≈500 61.6 25.3 5068 4107 1455 ゲイン試験
D1 · coarse 変更後 D1 coarse=100(変更後) 59.9 19.2 4662 3796 NET≤0 変更後。効率×面積 ≈428
D1 · Gain750 D1 coarse=100・Gain=750 32.9 21.9 4835 4009 9.5 実績採用。効率×面積 =444
d1 · 80 cm d1 黒鉛・水平 62.9 4.3 889 827 513 実績・ROI後の割合
d1 · 30 cm d1 黒鉛・水平 67.5 8.9 1817 1628 1020 実績・ROI後の割合
D2 · 400 cm D2 黒鉛なし・鉛直 150.9 2.3 532 284 246 PE 確認
d2 · 400 cm d2 黒鉛なし・鉛直 194.3 1.6 117 103 63.7 PE 確認

現場フラックス(主窓 191–764 keV)

フラックスは、単位時間・単位面積あたりに飛んでくる中性子の数 [n/cm²/s]。現場では次式で求める。

フラックス = ROI後の計数率 ÷ 採用する効率×面積(ROI後)

相対は D1 地上=1。

検出器 地点 ROI後の計数率 [cps] 採用する効率×面積 [cm²] フラックス [n/cm²/s] 相対(D1 地上=1)
D1地上0.541410.91.32×10⁻³1.00
D1管理棟2階0.650410.91.58×10⁻³1.20
D1管理棟1階0.477410.91.16×10⁻³0.88
D1PF0.235410.95.72×10⁻⁴0.43
D1放射線棟BT0.117410.92.85×10⁻⁴0.22
D1linac0.114410.92.77×10⁻⁴0.21
D1PS0.0550410.91.34×10⁻⁴0.10
D1testhole0.190410.94.64×10⁻⁴0.35
D1KEKB0.0505410.91.23×10⁻⁴0.093
d1管理棟2階0.202112.31.80×10⁻³1.36
d1linac0.0341112.33.03×10⁻⁴0.23
d1PS0.0332112.32.95×10⁻⁴0.22
d1testhole0.402112.33.58×10⁻³2.72
d2地上0.174132.11.32×10⁻³1.00
d2PF0.205132.11.56×10⁻³1.18
d2linac0.0220132.11.67×10⁻⁴0.13
d2linac_IRON0.0744132.15.63×10⁻⁴0.43
d2放射線棟BT0.0196132.11.48×10⁻⁴0.11
d2KEKB0.0124132.19.42×10⁻⁵0.072
D2地上0.286306.69.34×10⁻⁴0.71
D2PF0.145306.64.73×10⁻⁴0.36
D2linac0.0850306.62.77×10⁻⁴0.21
D2linac_IRON0.216306.67.04×10⁻⁴0.53

同一地点でも検出器間のフラックスは一致しない(スペクトル・PE)。地点間比較は同一検出器内で行う。

D2 / d2 @ 400 cm(PE 効果)

検出器 ROI後の計数率 [cps] ピーク窓の計数率 [cps] 採用する効率×面積(ROI後)[cm²] メーカー感度(裸管・参考)[cps/nv]
D2 284 246 306.6 450
d2 103 63.7 132.1 123

生データ

数値出典: 測定_20260818/tables/ の 検出器効率_壁効果191_764keV・メーカー感度比較・フラックス_地点まとめ、および指定 MCA。