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教育用放射線検出器の開発 立教大学物理学科4年 指導教員 07CB024F 川茂唯順 竹谷篤 07CB049K 高橋達矢 村田次郎
留年生二人が作る！！ 教育用放射線検出器の開発 １．目的 福島の原子炉事故から、被害を受けた人がいる。また、直接被害を受けなくても不安に感じる人は非常に多い。放射線に対する正しい科学的知識を得ることによって、被害に対して適切な対処ができ、不安の軽減ができると考えた。そこで放射線の教育システムの再構築を目的とした研究を行う。中等教育の現場の教師と議論を行い、どういった教育を行うかを検討している。そこで、放射線検出器の仕組みを理解できる制作キットを作り、生徒が放射線測定を体験することによって放射線教育に役立てる。 川茂 高橋 ２．研究概要 増幅器と分析器を安価な部品で試作 放射線量の分布図⇒放射線量、位置 放射線量⇒計数率 ⇒エネルギースペクトル 検出器と分析器を組み合わせて、教育用検出器として性能を評価 放射線測定の流れ c) 分析器 ３．原理 位置測定 GPS 位置＝∬(加速度)d2t 加速度←3次元加速度センサ シリコンセンサーに 最小電離粒子(MIP) が 入射したときのエネルギー損失 a) 検出器 Peripheral Interface Controller(PIC)を使用 (電子-正孔対) PIC DI 個 PC CPU USB DO ADC b) 増幅器 エネルギースペクトルの測定 検出器からの信号を電圧に変換し、peak hold ADCでデジタル量に変換 USB経由でデータをPCに転送 PCでエネルギースペクトルのグラフの表示 (Rf) (Cf) (Ri) Q V2 V1 計数率の測定 検出器からのパルスをカウント 単位時間ごとにカウント数を表示 カウント数をリセット １.に戻る 反転増幅器、波形成型機 電荷有感増幅器 時定数 RC=2.2μs 出力10mV ４．研究内容 普及型(3000円)GPSモジュール 2点間の距離を測定 テストパルスで増幅器の評価。 ゲインが計算の90%程度⇒CSAのCfの浮遊容量？ 現在ノイズ量⇒約100keV、4.44fc。目標⇒30[keV]。 PCからのコマンドをUSBを経由でPICに転送しLEDを点灯するか確認した。 PICのテスト回路 距離[m] 電圧 9mV 5μs 時間 誤差が3.7m 目的の1～0.5mに届かず 加速度センサに変更 制作したアンプ テストパルス信号 ５．今後の目標 卒業研究の目標 分析器 加速度センサの回路作成、プログラミング エネルギースペクトルを測定し、USB経由で PCに転送、表示 カウンターの作成 検出器 増幅器の低雑音化 線源を用いて検出器で測定 量産のためにプリント基板の試作 性能の評価 教育用放射線検出器の量産のためのプロトタイプの制作、評価。
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