(57)【要約】【課題】高放射線環境下で安定的な動作を実現するミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法を提供する。【解決手段】ミュオン軌跡検出器１０は、宇宙線ミュオンの通過が検出された際に電気信号を出力するドリフトチューブ１１を配列し、少なくとも３層に配置させたドリフトチューブ検出器１２と、一定時間内に電気信号が出力されたドリフトチューブ１１の中から一直線上に位置するものを選別するドリフトチューブ選別手段１５と、選別されたそれぞれのドリフトチューブ１１に対応する電気信号の立ち上がり時間に基づいてドリフトチューブ１１内における宇宙線ミュオンの通過位置を計算する通過位置計算手段１９と、計算された通過位置を用いて宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出するミュオン軌跡導出手段２０と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
宇宙線ミュオンの通過が検出された際に電気信号を出力するドリフトチューブを配列し、少なくとも３層に配置させたドリフトチューブ検出器と、
一定時間内に前記電気信号が出力された前記ドリフトチューブの中から一直線上に位置するものを選別するドリフトチューブ選別手段と、
選別されたそれぞれの前記ドリフトチューブに対応する前記電気信号の立ち上がり時間に基づいて前記ドリフトチューブ内における前記宇宙線ミュオンの通過位置を計算する通過位置計算手段と、
計算された前記通過位置を用いて前記宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出するミュオン軌跡導出手段と、を備えることを特徴とするミュオン軌跡検出器。
【請求項２】
設定された少なくとも２つの閾値を用いて、前記ドリフトチューブから出力された前記電気信号をパルス信号に変換して出力する多閾値ディスクリミネータと、
前記パルス信号が前記閾値のそれぞれを通過した時間に基づいて前記電気信号の立ち上がり時間を補正する補正手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のミュオン軌跡検出器。
【請求項３】
前記多閾値ディスクリミネータは、出力が論理回路で１本の信号線に統合されて、一連の立ち上がり及び立ち下がり時間を順次読み取ることで、前記閾値それぞれを通過する時間が特定可能なパルス信号を出力することを特徴とする請求項２に記載のミュオン軌跡検出器。
【請求項４】
前記ドリフトチューブ検出器は、前記配列の方向を交差させた前記ドリフトチューブを交互に積み重ねて多層に配置させ、
互いに交差する前記ドリフトチューブの位置情報を用いて前記電気信号の伝搬時間の遅れを計算し、前記電気信号の立ち上がり時間を補正する伝搬遅延補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のミュオン軌跡検出器。
【請求項５】
前記ドリフトチューブの内部に封入されるドリフトガスは、希ガスを主成分として、窒素、メタン、エタン、二酸化炭素及び四フッ化メタンのうち少なくとも２種類のガスを添加したリニアガスとすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のミュオン軌跡検出器。
【請求項６】
宇宙線ミュオンの通過が検出された際に電気信号を出力するドリフトチューブを配列し、少なくとも３層に配置させたドリフトチューブ検出器を用いて、
一定時間内に前記電気信号が出力された前記ドリフトチューブの中から一直線上に位置するものを選別するステップと、
選別されたそれぞれの前記ドリフトチューブに対応する前記電気信号の立ち上がり時間に基づいて前記ドリフトチューブ内における前記宇宙線ミュオンの通過位置を計算するステップと、
計算された前記通過位置を用いて前記宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出するステップと、を含むことを特徴とするミュオン軌跡検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、宇宙線ミュオンの飛行軌跡を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震や津波により過酷事故が発生した原子力発電所など、高い放射線のため立ち入りが困難な構造物において、内部の様子を把握することが重要な課題となる。
【０００３】
構造物内部を把握する従来の方法として、地表に到達する宇宙線ミュオンを観測して内部を透視する技術が知られている。この技術は、例えば火山またはピラミッドなどの大型で内部への立ち入りが困難なものに対して好適に利用されてきた。
【０００４】
ミュオンを観測して構造物の内部状態を透視する方法として、ミュオンの粒子束の減衰を測定する透過法およびミュオンのクーロン多重散乱角を測定する散乱法などが知られている。また、散乱法においては、クーロン多重散乱による軌跡のずれを測定する変位法も知られている。
【０００５】
このミュオンを観測して内部状態を透視する技術を、高放射線環境下の構造物にも適用することが提案されている（例えば、非特許文献１）。ミュオンによる透視技術を過酷事故が発生した原子力発電所に適用することで、建屋外から圧力容器内の燃料棒集合体、溶融燃料の形状または質量のような具体的な情報が正確に把握されることが期待される。これらの具体的な情報を正確に把握することで、原子炉解体期間の大幅な短縮が見込め、解体費用と作業員の被曝量を低減することが可能となる。
【０００６】
ミュオンによる透視技術では、透視の対象となる構造物にミュオン軌跡検出器が外設される。そして、この検出器によりミュオンの飛行軌跡を検出して、軌跡を解析することで構造物内部のイメージングが行われる。
【０００７】
ミュオン軌跡検出器は、ドリフトガスが封入されたドリフトチューブの配列を多層にして構成している。
ドリフトチューブは、その中心に陽極ワイヤが張られており、ミュオンの通過によって封入されたドリフトガスが電離されて電子が発生する。発生した電子が陽極ワイヤに到達することでミュオンの通過が検出される。そして、電子が陽極ワイヤに到達するまでのドリフト時間からミュオンの通過位置を求めることができる。
【０００８】
そして、ミュオン軌跡検出器は、ミュオンが通過したドリフトチューブそれぞれの通過位置からミュオンの飛行軌跡を検出することができる。
なお、アルミ製のドリフトチューブで構成されるミュオン軌跡検出器の場合、空間分解能と角度分解能は典型的には０．５ｍｍ及び２ｍｒａｄ（全値半幅）程度で、ミュオンの検出効率は１００％近い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｈ．Ｍｉｙａｄｅｒａ，ｅｔａｌ．，ＡＩＰ  Ａｄｖａｎｃｅｓ  ３，０５２１３３（２０１３）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、過酷事故が発生した原子力発電所のような高放射線環境下では、高いガンマ線量により、ドリフトチューブの壁面の原子とガンマ線との間のコンプトン散乱による誤検出が増加する。ガンマ線とのコンプトン散乱で発生した電子が、陽極ワイヤに到達してミュオンの通過として検出されてしまうからである。
【００１１】
本来、ドリフトチューブはガンマ線に対する感度が低く、ガンマ線に由来する電子の発生は無視することができる。しかし、ガンマ線量が高い場合、ガンマ線とドリフトチューブの壁面の原子とのコンプトン散乱の発生数も増加し、ガンマ線起因による検出が増加する。
【００１２】
このため、高放射線環境下では、ドリフトチューブのガンマ線起因による検出により、解析対象となるデータ量が増大し、ミュオン軌跡検出器を安定的に動作させることが困難であった。
【００１３】
本発明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な動作を実現するミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法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】
【００１４】
本実施形態のミュオン軌跡検出器は、宇宙線ミュオンの通過が検出された際に電気信号を出力するドリフトチューブを配列し、少なくとも３層に配置させたドリフトチューブ検出器と、一定時間内に前記電気信号が出力された前記ドリフトチューブの中から一直線上に位置するものを選別するドリフトチューブ選別手段と、選別されたそれぞれの前記ドリフトチューブに対応する前記電気信号の立ち上がり時間に基づいて前記ドリフトチューブ内における前記宇宙線ミュオンの通過位置を計算する通過位置計算手段と、計算された前記通過位置を用いて前記宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出するミュオン軌跡導出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高放射線環境下で安定的な動作を実現するミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るミュオン軌跡検出器の構成図。
【図２】本実施形態に適用されるドリフトチューブの断面図。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）ドリフトチューブの配置例を示す図。
【図４】配列の方向を交差させた場合におけるドリフトチューブの配置例を示す図。
【図５】（Ａ）本実施形態に適用される多閾値ディスクリミネータの回路図、（Ｂ）多閾値ディスクリミネータによる波高が異なる電気信号のパルス変換を示す図。
【図６】ガンマ線起因により電気信号が出力されたドリフトチューブを除外して、ミュオンの軌跡を導出する方法を説明する図。
【図７】交差するドリフトチューブの位置情報により伝搬遅延を計算する方法を説明する図。
【図８】本実施形態に係るミュオン軌跡検出器の動作を示すフローチャート。
【図９】本実施形態に係るミュオン軌跡検出器を原子炉に適用した場合の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示す実施形態に係るミュオン軌跡検出器１０は、宇宙線ミュオンの通過が検出された際に電気信号を出力するドリフトチューブ１１を配列し、少なくとも３層に配置させたドリフトチューブ検出器１２と、一定時間内に電気信号が出力されたドリフトチューブ１１の中から一直線上に位置するものを選別するドリフトチューブ選別手段１５と、選別されたそれぞれのドリフトチューブ１１に対応する電気信号の立ち上がり時間に基づいてドリフトチューブ１１内における宇宙線ミュオンの通過位置を計算する通過位置計算手段１９と、計算された通過位置を用いて宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出するミュオン軌跡導出手段２０と、を備える。
【００１８】
ミュオン軌跡検出器１０は、配列したドリフトチューブ１１を多層に構成したドリフトチューブ検出器１２、ＰＡＤボード２１（電子回路）、ＦＰＧＡボード２２（電子回路）、解析コンピュータ２３を備えている。
【００１９】
図２は、ドリフトチューブ１１の断面図を示している。
ドリフトチューブ１１は、アルミニウム製の円筒管であり、円筒管の中心に高電圧を印加した陽極ワイヤ２４が張られている。そして、ドリフトチューブ１１内には、希ガスを主成分とするドリフトガス２５が封入されている。
【００２０】
ミュオンが、ドリフトチューブ１１内を通過すると、ドリフトガス２５が電離されてイオンと電子に分離する。この電子が陽極ワイヤ２４に到達すると、ドリフトチューブ１１から電気信号が出力されて、ドリフトチューブ１１におけるミュオン通過が検出される。
【００２１】
そして、電子が陽極ワイヤ２４に到達するまでのドリフト時間により、ドリフトチューブ１１内におけるミュオンの通過位置（陽極ワイヤ２４からの距離）を求めることができる。この電子のドリフト時間は、ドリフトチューブ１１から出力される電気信号の立ち上がり時間を示している。
【００２２】
高放射線環境下では、ドリフトチューブ１１内で電離されたイオンの作る空間電化効果により電子のドリフト時間が変化するため、位置分解能が劣化する。
空間電化効果による位置分解能の劣化は、ドリフトチューブ１１内に封入されるドリフトガス２５を電子のドリフト時間が電場に依存しないリニアガスにすることで抑制することができる。
【００２３】
リニアガスは、主成分である希ガスに窒素、メタン、エタン、二酸化炭素、四フッ化メタンのうち２種類以上を添加することで生成することができる。特に、高放射線環境下での経時劣化を防ぐには、非炭化水素系ガスの添加が望ましい。
【００２４】
図３（Ａ）、（Ｂ）は、ドリフトチューブ１１の配置例を示している。ドリフトチューブ検出器１２では、ドリフトチューブ１１におけるミュオンの通過位置からミュオンの軌跡を導出するため、少なくとも３層でドリフトチューブ１１が配置される。
【００２５】
図３（Ａ）では、相互に接するように同方向に配列した複数のドリフトチューブ１１が、平行に３層で配置されている。
また、図３（Ｂ）では、中心位置をずらして近接させた２層のドリフトチューブ１１を１組とし、３組を平行にしてあわせて６層のドリフトチューブ１１で配置されている。これにより、ドリフトチューブ１１の故障等によるミュオンの検出漏れが防止される。
【００２６】
図４は、ドリフトチューブ１１を交差させた場合の配置例を示している。
配列の方向を直交させたドリフトチューブ１１を２層ずつ交互に積み重ねて、あわせて１２層のドリフトチューブ１１で配置されている。これにより、ミュオンの軌跡が３次元的に導出される。
【００２７】
図１に戻って説明を続ける。
ＰＡＤボード２１は、ドリフトチューブ１１に直結しており、前置増幅器１３、多閾値ディスクリミネータ１４を備えている。
【００２８】
前置増幅器１３は、ドリフトチューブ１１から出力された電気信号を増幅して、多閾値ディスクリミネータ１４に出力する。
【００２９】
多閾値ディスクリミネータ１４は、設定された少なくとも２つの閾値を用いて、前置増幅器１３を介して増幅された電気信号をパルス信号に変換するものである。
【００３０】
図５（Ａ）は、本実施形態に適用される多閾値ディスクリミネータ１４を示している。
この多閾値ディスクリミネータ１４では、３つの閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３が設定されている。そして、論理回路で出力が１本の信号線に統合されており、電気信号ｓを入力して、一本のパルス信号に変換する。パルス信号の一連の立ち上がり及び立ち下がり時間を順次読み取ることで、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３のそれぞれを通過する時間が特定可能となる。
【００３１】
通常、多閾値のディスクリミネータでは、設定する閾値の数に対応して伝送数が増加する。このように、論理回路により出力を１本に統合することにより、伝送線が増加することはないため、ミュオン軌跡検出器１０の装置構成を簡略化できるとともに製作コストを抑制することができる。
【００３２】
図５（Ｂ）は、多閾値ディスクリミネータ１４により波高が異なる電気信号ｓ（ｓ１、ｓ２）をパルス信号に変換した場合を示している。なお、電気信号ｓ１、ｓ２は、電気信号ｓの立ち上がり時間ｔ０は同一であるが、ドリフトチューブ１１へのミュオン入射角度の違い等により波高に差異が出ているものとする。
【００３３】
電気信号ｓ１では、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を通過する時間は、それぞれｔ１〜ｔ３となる。同様に、電気信号ｓ２では、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を通過する時間は、それぞれｔ１’〜ｔ３’となる。
【００３４】
高放射線環境下で、放射線計数率が高くなると、ドリフトチューブ１１から出力される電気信号ｓのベースラインが不安定となり、電気信号ｓの立ち上がり時間ｔ０に揺らぎが生じる。また、波高が異なる電気信号ｓ１、ｓ２では、波高の違いによるタイムウォーク（読み取り誤差）が生じてしまう。このため、直接的に電気信号ｓの立ち上がり時間ｔ０を読み取ることは困難となる。
【００３５】
そこで、解析コンピュータ２３の補正手段１７（図１）は、多閾値ディスクリミネータ１４により変換されたパルス信号が、閾値のそれぞれを通過した時間情報に基づいて電気信号の立ち上がり時間を補正する。
【００３６】
具体的に、電気信号ｓ１については、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を通過する時間情報ｔ１〜ｔ３を用いて最小二乗法等の波形フィティングを実行して、電気信号の立ち上がり時間ｔ０を補正する。同様に、電気信号ｓ２については、閾値Ｔｈ１〜Ｔｈ３を通過する時間情報ｔ１’〜ｔ３’を用いて電気信号の立ち上がり時間ｔ０を補正する。
【００３７】
このように、パルス信号の時間情報に基づき補正を行うことで、時間分解能を数ｎｓレベルまで改善でき、電気信号の立ち上がり時間を高い精度で求めることができる。また、波高の違いによるタイムウォークの補正も可能となる。これにより、ドリフトチューブ１１におけるミュオン通過位置を高い精度で計算することができる。
【００３８】
さらに、パルス信号の時間情報は、波高・波形の推定にも使うことができる。長期間にわたり波高推定を行うことで個々のドリフトチューブ１１のゲインの経時変化や、波形推定によるミュオン通過位置の概算に利用することが可能となる。
【００３９】
図１に戻って説明を続ける。
ＦＰＧＡボード２２は、ドリフトチューブ選別手段１５、時間デジタル変換手段１６を備えている。
【００４０】
ドリフトチューブ選別手段１５は、一定時間内に電気信号が出力されたドリフトチューブ１１の中から一直線上に位置するものを選別する。
【００４１】
ガンマ線はドリフトチューブ１１を単発でヒットさせるのに対し、ミュオンは多層のドリフトチューブ１１を貫通する。この両者の性質の違いを利用して、ガンマ線起因のバックグランドを除去する。
【００４２】
具体的には、一定時間内に電気信号が出力された多数のドリフトチューブ１１について位置関係を調べ、一直線上にあるドリフトチューブ１１のみを選別する。そして、一直線上にないドリフトチューブ１１は、ガンマ線起因により電気信号が出力されたドリフトチューブ１１として除外する。
なお、一直線上にあるドリフトチューブ１１の選別方法として、予め一直線となるドリフトチューブ１１のパターンを全て記憶しておき、このパターンに合致するドリフトチューブ１１を探索する方法等が考えられる。
【００４３】
このように、ガンマ線起因のバックグランドを除去することで、軌跡解析の対象となるデータ量を低減させることができるため、ミュオン軌跡検出器１０を安定的に動作させることができる。
【００４４】
さらに、ドリフトチューブ１１のデッドタイムや検出効率を考慮して、例えば一定時間内に６層中４本以上が一直線上に並んでいる、と緩和した条件を課すことでミュオンの検出効率を落とさずにガンマ線起因のバックグランドを除去できる。
【００４５】
また、一定時間、言い換えると同時計数を行う時間については、最大ドリフト時間（壁面から陽極ワイヤ２４までの電子のドリフト時間、典型的には１０−６（ｓ））にタイムウォーク（読み取り誤差）を加えた時間とするのが最適である。
【００４６】
時間デジタル変換手段１６は、ドリフトチューブ選別手段１５で選別されたドリフトチューブ１１のパルス信号の時間情報をデジタル化して、解析コンピュータ２３に転送する。
【００４７】
解析コンピュータ２３は、補正手段１７、伝搬遅延補正手段１８、通過位置計算手段１９、ミュオン軌跡導出手段２０、を備えている。なお、伝搬遅延補正手段１８については後述する。
【００４８】
補正手段１７は、選別されたドリフトチューブ１１のパルス信号の時間情報を入力する。そして、各ドリフトチューブ１１について、パルス信号が閾値のそれぞれを通過した時間情報に基づいて電気信号の立ち上がり時間を補正する。
【００４９】
通過位置計算手段１９は、選別されたドリフトチューブ１１に対応する電気信号の立ち上がり時間を入力する。そして、各ドリフトチューブ１１について、電気信号の立ち上がり時間からドリフトチューブ１１におけるミュオンの通過位置を計算する。
【００５０】
ミュオン軌跡導出手段２０は、各ドリフトチューブ１１について計算された通過位置を用いて宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出する。
【００５１】
図６は、ガンマ線起因によるバックグランドを除去し、ミュオンの軌跡導出する方法を説明する図である。
【００５２】
同時計数時に電気信号が出力されたドリフトチューブ１１の中から一直線上にあるドリフトチューブ１１を選別する。そして、一直線上にないドリフトチューブ１１はガンマ線起因によるバックグランドとして除外する。
【００５３】
一直線上にある各ドリフトチューブ１１について、電気信号の立ち上がり時間からミュオンの通過位置（陽極ワイヤ２４からの距離）を計算する。そして、各ドリフトチューブ１１における通過位置の共通接線を引くことでミュオンの飛行軌跡を導出することができる。
【００５４】
次に、伝搬遅延補正手段１８（図１）について説明する。なお、伝搬遅延補正手段１８は、図４に示すように配列の方向を交差させたドリフトチューブ１１を交互に積み重ねて多層に配置した場合に適用される。
【００５５】
原子炉のように大きな建造物をミュオンで透視するには、統計量を稼ぐために数１０ｍ２規模の大型なミュオン軌跡検出器１０が必要となる。この場合、ドリフトチューブ１１として、３ｍ以上の長さが必要となるため、陽極ワイヤ２４（図２）中を伝達する電気信号の伝搬遅延が無視できなくなる。この伝搬遅延は、電気信号の立ち上がり時間に付加されるため、ミュオンの通過位置の計算に影響を与える。
【００５６】
伝搬遅延補正手段１８は、互いに交差するドリフトチューブ１１の位置情報を用いて電気信号の伝搬時間の遅れを計算し、電気信号の立ち上がり時間を補正するものである。
【００５７】
図７を用いて、伝搬遅延を計算する方法を具体的に説明する。
ｘ面に垂直なドリフトチューブ１１ａに、ミュオンが通過した場合について検討する。
このとき、ミュオンはドリフトチューブ１１ａの深い位置を通過するため、電気信号の伝搬遅延が発生する。
【００５８】
ｙ面に垂直なドリフトチューブ１１ｂは、ドリフトチューブ１１ａと交差する関係にあり、ドリフトチューブ１１ａの直前にミュオンが通過している。このドリフトチューブ１１ｂの位置情報からドリフトチューブ１１ａでミュオンが通過した位置が判明する。
【００５９】
伝搬遅延補正手段１８は、ドリフトチューブ１１ｂの位置情報を用いて電気信号の伝搬時間の遅れを計算して、電気信号の立ち上がり時間を補正する。なお、ドリフトチューブ１１ｃの位置情報を用いて補正しても良い。これにより、ドリフトチューブ径の伝搬時間（典型的には０．３ｎｓ以下）の精度で伝搬遅延を補正することができる。
【００６０】
図８は、ミュオン軌跡検出器１０の動作を示すフローチャートである（適宜、図１参照）。
まず、ドリフトチューブ１１から発生した電気信号は、前置増幅器１３を介して増幅されて多閾値ディスクリミネータ１４に入力される（Ｓ１０）。
そして、多閾値ディスクリミネータ１４は、電気信号をパルス信号に変換する（Ｓ１１）。
【００６１】
ドリフトチューブ選別手段１５は、一定時間内（同時計数時）に電気信号が出力されたドリフトチューブ１１の中から一直線上に位置するものを選別する（Ｓ１２）。一直線上に無いドリフトチューブ１１は、ガンマ線起因のイベントとして除去する（Ｓ１５）。
【００６２】
時間デジタル変換手段１６は、選別されたドリフトチューブ１１のパルス信号の時間情報をデジタル変換して、解析コンピュータ２３にデータ転送する（Ｓ１３、Ｓ１４）。
【００６３】
解析コンピュータ２３では、ドリフトチューブ１１のｘ面・ｙ面のイベントを時間情報に基づきグループ化する（Ｓ１６）。
そして、補正手段１７は、選別されたドリフトチューブ１１について、パルス信号が閾値のそれぞれを通過した時間情報に基づいて電気信号の立ち上がり時間を補正する（Ｓ１７）。
【００６４】
さらに、伝搬遅延補正手段１８は、互いに交差するドリフトチューブ１１の位置情報を用いて電気信号の伝搬時間の遅れを計算し、電気信号の立ち上がり時間を補正する（Ｓ１８）。
【００６５】
通過位置計算手段１９は、選別されたドリフトチューブ１１のそれぞれについて、補正された電気信号の立ち上がり時間に基づいてドリフトチューブ１１内でのミュオンの通過位置を計算する（Ｓ１９）。
【００６６】
ミュオン軌跡導出手段２０は、計算された通過位置を用いて宇宙線ミュオンの飛行軌跡を導出する（Ｓ２０）。最後に、解析コンピュータ２３は、導出したミュオンの飛行軌跡を画像化する（Ｓ２１）。
【００６７】
以上述べたミュオン軌跡検出器によれば、一定時間内に電気信号が出力されたドリフトチューブの中から一直線上に位置するものを選別するドリフトチューブ選別手段を備えることにより、高放射線環境下で安定的な動作を実現することが可能となる。
【００６８】
図９は、本実施形態のミュオン軌跡検出器１０を原子炉２６に適用した場合の一例を示している。
原子炉建屋正面と、原子炉建屋に隣接するタービン建屋内にそれぞれミュオン軌跡検出器１０ａ、１０ｂを設置する。
【００６９】
このように、２基のミュオン軌跡検出器１０（１０ａ，１０ｂ）で原子炉２６を挟むことで、原子炉２６を通過する際のミュオンフラックスの減衰、ミュオンの散乱角、及びミュオン軌跡の変位を正確に求めることができ、原子炉２６の内部構造をイメージング可能となる。なお、ミュオンフラックスの減衰を利用する透過法については、１基のミュオン軌跡検出器１０のみで行うこともできるが、その場合は空間分解能が１桁劣化する。
【００７０】
また、本実施形態のミュオン軌跡検出器１０は、通常環境下においても、乾式キャスク、車両、コンテナ、船舶、橋脚、高架道路など、少なくとも２種類以上の異質物から構成される複合構造物の内部構造推定に利用できる。
【００７１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７２】
１０（１０ａ、１０ｂ）  ミュオン軌跡検出器
１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）  ドリフトチューブ
１２  ドリフトチューブ検出器
１３  前置増幅器
１４  多閾値ディスクリミネータ
１５  ドリフトチューブ選別手段
１６  時間デジタル変換手段
１７  補正手段
１８  伝搬遅延補正手段
１９  通過位置計算手段
２０  ミュオン軌跡導出手段
２１  ＰＡＤボード
２２  ＦＰＧＡボード
２３  解析コンピュータ
２４  陽極ワイヤ
２５  ドリフトガス
２６  原子炉
ｓ（ｓ１、ｓ２）  電気信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015075334.tif 000006
【図５】
2015075334.tif 000007
【図６】
2015075334.tif 000008
【図７】
2015075334.tif 000009
【図８】
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【図９】
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