arXiv 1612.045442016-12-14physics.ins-det

细颗粒核乳胶亚微米空间分辨中子探测器

A neutron detector with spatial resolution of submicron using fine-grained nuclear emulsion

N. Naganawa, S. Awano, M. Hino, M. Hirose, K. Hirota, H. Kawahara, M. Kitaguchi, K. Mishima, T. Nagae, H. M. Shimizu, S. Tasaki, A. Umemoto

备注：: 6 pages, 5 figures, proceedings of 8th International Topical Meeting on Neutron Radiography, ITMNR-8, 4-8 September 2016, Beijing, China. To be published by Physics Procedia

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

摘要英文摘要相关论文

摘要：

我们一直在研制一种空间分辨率为亚微米的中子探测器，方法是将~ 6Li装入细颗粒核乳胶中。通过暴露于热中子，观察到中子俘获事件的径迹。从它们的颗粒密度，空间分辨率估计。探测效率也通过冷中子实验测量。

英文摘要：

We have been developing a neutron detector with spatial resolution of submicron by loading 6Li into fine-grained nuclear emulsion. By exposure to thermal neutrons, tracks from neutron capture events were observed. From their grain density, spatial resolution was estimated. Detection efficiency was also measured by an experiment with cold neutrons.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

阅读原文

阅读 PDF ↗

arXiv 页面 ↗HTML 原文 ↗

本文内容

摘要英文摘要相关论文

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

继续探索

相关论文

用于亚微米跟踪乳胶探测器的超分辨等离子体成像显微术

Super resolution plasmonic imaging microscopy for submicron tracking emulsion detector

NIT是一种超细颗粒的核乳胶，具有纳米级的电离粒子探测能力，并通过一条形状和大小各异的银纳米颗粒线记录粒子轨迹。粒子径迹的读出需要一些显微技术，本文主要研究了银纳米粒子的光学响应，实现了超越衍射极限的读出方法。本文提出了一种利用局域表面等离子体共振（LSPR）偏振相关光学响应的超分辨等离子体成像显微镜（SPRIM）。SPRIM用于识别纳米颗粒位置的空间分辨率达到5 nm。实验结果表明，SPRIM能很好地分辨出平均射程为270 nm的100 keV碳离子径迹和直径为60 nm的单个纳米颗粒，对100 keV碳离子径迹的识别率为49%，角分辨率为17 °。

2018-12-22physics.ins-det

超细颗粒核乳胶的研制

The development of super fine-grained nuclear emulsion

亚微米电离粒子是暗物质探测和其他方法的目标，其跟踪探测需要具有微粉化晶体的核乳胶。我们发现一种新的生产方法，称为聚乙烯醇-明胶混合法（PGMM），可以有效地控制晶体尺寸从20 nm到50 nm。我们将用新方法生产的两种类型的乳液命名为NIT和UNIT。测量了它们的组成和空间分辨率，结果表明，这些乳液检测极短的轨道。

2017-05-14hep-exphysics.ins-det

sub-MeV中子测量用新型细颗粒核乳胶示踪探测器的研制

Development of New Tracking Detector with Fine-grained Nuclear Emulsion for sub-MeV Neutron Measurement

在这项研究中，我们已经开发出一种新的亚MeV中子探测器，具有高的位置分辨率，能量分辨率，方向灵敏度，和低背景。该探测器是基于一种超细颗粒的核乳胶，称为纳米成像跟踪器（NIT），它能够通过亚微米精度的拓扑分析来检测中子引起的质子反冲作为轨道。我们使用了一种NIT，其具有分散在明胶中的（98 ± 10）nm尺寸的AgBr：I晶体。首先，我们对NIT装置探测亚MeV核聚变单色中子的性能进行了标定，对大于2 μ m的反冲质子径迹的探测效率始终为100%（1 σ下限为83%），与人工分析的预期一致。后坐能量和角度分布与运动学预期吻合较好。利用它们重建了一次中子能量，在540 keV处用半高宽估算了一次中子能量为42%。此外，我们展示了新开发的一个自动跟踪识别系统，专用于跟踪范围超过几微米。识别率为（74 ± 4）%，后坐能量和角度分布与人工分析结果吻合较好。最后，它表明了对伽马射线的非常高的抑制能力。

2021-01-29physics.ins-det

用于探测细颗粒核乳胶中低能离子径迹的超分辨成像

Super-resolution imaging for the detection of low-energy ion tracks in fine-grained nuclear emulsions

本研究提出一种利用局域表面等离子体共振、搭配定制偏振分析模块的光学显微镜宽场超分辨成像方法，用于探测细颗粒核乳胶中的低能碳离子径迹，分辨率约50 nm，与电镜测量结果高度吻合。

2023-10-06astro-ph.IMphysics.ins-det

空间分辨率小于100 nm的细颗粒核乳胶冷/超冷中子探测器

A Cold/Ultracold Neutron Detector using Fine-grained Nuclear Emulsion with Spatial Resolution less than 100 nm

利用核乳胶研制了一种空间分辨率小于100 nm的新型冷/超冷中子探测器。该探测器由一个细颗粒核乳胶涂层和一个50 nm厚的$^{10}$ B $_4$ C层的中子转换。探测器在J-PARC暴露于冷中子和超冷中子（UCN）。对于冷中子和超冷中子，测得探测效率分别为（0.16 $\pm$ 0.02）%和（12 $\pm$ 2）%，与转换器中$^{10}$ B含量一致。单个中子的位置可以通过观察记录在核乳胶中的次级粒子径迹来确定。发现入射中子的空间分辨率在tan $θ\leq 1.9$的角度区域中在11-99 nm的范围内，其中$θ$是记录轨道与转换器层的法线方向之间的角度。与传统技术相比，所实现的空间分辨率对应于一个或两个数量级的提高，并且与UCN的波长相当。

2018-03-01hep-exnucl-exphysics.ins-det

定向暗物质搜寻用核乳胶的研究进展

R&D Status of Nuclear Emulsion For Directional Dark Matter Search

在本研究中，我们正在进行核乳胶定向暗物质搜索的研究与开发。首先，在名古屋大学的乳剂生产设施中开发了具有精细卤化银晶体的更高分辨率的核乳剂，我们确认它可以检测预期的核反冲径迹。新技术要求读出亚微米磁道。我们开发了扩展技术，并可以读出信号的形状分析与光学显微镜。在150 ~ 200 nm的原始轨道长度范围内，光学显微镜的二维角分辨率为36 °。最后，我们用14.8MeV中子产生的反冲核进行了验证，并研制了以SPring-8为最终检查的X射线显微镜系统，用光学显微镜对选定的候选径迹进行了更高分辨率的检查。在150 ~ 250 nm的径迹长度范围内，角分辨率由光学显微镜的31 °提高到X射线显微镜的17 °。我们正在开发实用的系统，并计划开始与原型探测器的测试运行。

2011-09-22astro-ph.IMhep-exphysics.ins-det

更多相关论文收起更多论文

细颗粒核乳胶的中子成像应用研究

Investigation of the neutron imaging applications using fine-grained nuclear emulsion

中子成像是一种应用广泛的无损检测技术。中子成像的一个重要方面是实现微米级的空间分辨率。研制高分辨率的中子探测器是一项具有挑战性的任务。基于细粒核乳胶的中子探测器可适用于高分辨率中子成像应用。高径迹密度是提高中子成像质量的必要条件。然而，现有的轨道分析方法在高轨道密度条件下难以应用。模拟图像用于确定中子成像所需的径迹密度。得出结论，每100 $\times$ 100 $μ$ m $^2$的$10^4$轨道数量级的轨道密度足以利用中子探测器用于成像应用。对比度分辨率的图像数据集与不同的轨道密度和中子透射率进行了研究。此外，实验进行了中子成像的钆基光栅与已知的几何形状。成功地解决了光栅的结构问题。使用具有9个$μ$ m的周期性结构的光栅狭缝的灰度级光学图像，计算的1个$σ$ 10-90 μ m的边缘响应为0.945 $\pm$ ± 0.004 $μ$ m。

2022-12-07nucl-exphysics.ins-det

在Gran Sasso地面实验室用超细颗粒核乳胶探测器进行环境sub-MeV中子测量

Environmental sub-MeV neutron measurement at the Gran Sasso surface laboratory with a super-fine-grained nuclear emulsion detector

环境中子的测量在寻找新的物理学（如暗物质粒子）方面尤为重要，因为中子构成了一个通常不可约的背景源。在亚MeV尺度下测量中子能谱在技术上是困难的，因为它需要非常好的能量分辨率和非常高的$γ$射线抑制功率。在这项研究中，我们使用了一种超细颗粒的核乳胶，称为纳米成像跟踪器（NIT），作为中子探测器。中子的主要目标是乳胶膜的氢（质子）含量。通过拓扑分析，中子散射引起的质子反冲可以被检测为亚微米精度的轨道。这种方法显示出极高的$γ$射线抑制能力，在$5 \times 10^7 ~ γ/\rm{cm}^2$的水平，这相当于5年的环境$γ$射线的积累，和一个非常好的能量和方向分辨率，即使在亚MeV的能量区域。为了在充分统计的情况下进行测量，我们升级了自动扫描系统，以实现250 g/年/机器的速度。我们用880 keV单色中子校准了该系统的探测器性能：发现所有相关运动学变量与预期非常一致。将开发的方法应用于INFN Gran Sasso表面实验室暴露的样品，首次测量了质子能量范围在0.25至1 MeV（对应于中子能量范围在0.25至10 MeV之间）的$(7.6 \pm 1.7) \times 10^{-3} \rm{cm}^{-2} \rm{s}^{-1}$通量的亚MeV环境中子，与预测一致。中子能量和方向分布也显示出良好的一致性。

2022-09-17astro-ph.IMphysics.ins-det

用于地球引力场中超冷中子量子态测量的新型核乳胶探测器

A Novel Nuclear Emulsion Detector for Measurement of Quantum States of Ultracold Neutrons in the Earth's Gravitational Field

假设的短程相互作用可以通过测量超冷中子（UCN）在地球引力场限制的镜子上的波函数来检测。探测器需要更高的空间分辨率。我们正在研制一种高空间分辨率的UCN探测器，它由硅衬底、含$^{10}$ B $_{4}$ C的薄转换层和一层细粒核乳胶组成。通过拟合中子与$^{10}$ B $_{4}$ C层相互作用时产生的$^{7}$ Li核或$α$ -粒子的径迹，估计其分辨率小于100 nm。对于空间分布的实际测量，进行了以下两项改进：第一个是建立一种在65 mm $\times$ 0.2 mm的宽区域内以高精度对准显微图像的方法。我们分别以50 $μ$ m和500 $μ$ m的间隔创建直径为1 $μ$ m和5 $μ$ m的参考标记，并实现了小于30 nm的位置精度。第二个是建造一个可以保持核乳胶周围大气压力的容器，以便在暴露于UCN时在真空下使用。改进的探测器的固有分辨率估计通过评估冷中子所采取的钆光栅的透射图像的模糊优于0.56 $\pm$ 0.08 $μ$ m，其中包括光栅精度。为了获得UCN在地球引力场中的空间分布，进行了UCN的暴露试验。虽然测试是成功的，但与理论曲线相比，在测量中发现6.9 $μ$ m的模糊。我们确定了由于衬底上游表面的粗糙度而由UCN的折射引起的模糊。表面抛光使分辨率小于100纳米。

2022-05-26hep-exphysics.ins-detquant-ph

面向靶碎裂的高分辨率探测：用于质子治疗应用的TEA敏化NIT

Toward High-Resolution Detection of Target Fragmentation: TEA-Sensitized NIT for Proton Therapy Applications

Toho University（东海大学）；University of Torino（都灵大学）；University of Piemonte Orientale（皮埃蒙特东方大学）；CNRS/Université de Strasbourg（法国国家科学研究中心/斯特拉斯堡大学）；University of Pisa（比萨大学）；INFN, Gran Sasso National Laboratories（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）；University of Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；University of Foggia（福贾大学）；University of Bologna（博洛尼亚大学）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；Nagoya City University West Medical Center（名古屋市立大学西医疗中心）；University of Trento（特伦托大学）；National Institutes for Quantum Science and Technology (QST)（量子科学技术研究开发机构）；University of Bari（巴里大学）；University of Camerino（卡梅里诺大学）；University of Rome Tor Vergata（罗马第二大学）；University of Perugia（佩鲁贾大学）；INFN, Frascati National Laboratories（意大利国家核物理研究所，弗拉斯卡蒂国家实验室）；Nagoya University（名古屋大学）

本研究针对质子治疗相关靶碎裂探测中NIT的径迹重建效率问题，采用TEA等敏化方法结合GR-1显影剂提升其灵敏度，经多类射线辐照验证了探测器响应性能。

2026-09-04physics.ins-det