Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7269595B2 - Underground condition observation device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7269595B2 - Underground condition observation device - Google Patents

Underground condition observation device Download PDF

Info

Publication number
JP7269595B2
JP7269595B2 JP2018222565A JP2018222565A JP7269595B2 JP 7269595 B2 JP7269595 B2 JP 7269595B2 JP 2018222565 A JP2018222565 A JP 2018222565A JP 2018222565 A JP2018222565 A JP 2018222565A JP 7269595 B2 JP7269595 B2 JP 7269595B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
observation
underground
units
gas
detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018222565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020085732A (en
Inventor
宏幸 田中
ラスロ・オラ
弘 末永
公雄 宮川
デッソ・ヴァルガ
ゲルゴ・ハマー
伸一 宮本
延幸 長藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wigner Research Center For Physics Of Hungarian Academy Of Science
Original Assignee
Wigner Research Center For Physics Of Hungarian Academy Of Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wigner Research Center For Physics Of Hungarian Academy Of Science filed Critical Wigner Research Center For Physics Of Hungarian Academy Of Science
Priority to JP2018222565A priority Critical patent/JP7269595B2/en
Publication of JP2020085732A publication Critical patent/JP2020085732A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7269595B2 publication Critical patent/JP7269595B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、地中状態観測装置に関し、詳しくは、地中に配置され、ミュオンを用いて地中の状態を観測する地中状態観測装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underground state observation device, and more particularly to an underground state observation device that is placed underground and uses muons to observe the state of the earth.

従来、この種の技術としては、ボーリング孔に挿入して地層の密度分布を検出する検層装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この検層装置では、ミュオンの衝突により発光する一対のシンチレータと一致のシンチレータで挟持されるように配置した板状の変形抑制部材とからなる検出部を長手方向が軸方向となるように円筒状の筒ケースに収納し、モータにより検出部が筒ケース内で軸回りに回転できるように構成されている。そして、一対のシンチレータにより検出された一対の検出位置と検出部の回転角とに基づいてミュオンの飛来方向を特定している。 Conventionally, as this type of technology, a well logging device that is inserted into a borehole and detects the density distribution of a stratum has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this well logging device, a detection unit composed of a pair of scintillators that emit light upon collision of muons and a plate-shaped deformation suppressing member arranged so as to be sandwiched by the matching scintillators is arranged in a cylindrical shape so that the longitudinal direction is the axial direction. The sensor is housed in a tubular case, and is constructed so that the detector can be rotated about its axis in the tubular case by a motor. Based on a pair of detection positions detected by the pair of scintillators and the rotation angle of the detection unit, the incoming direction of the muon is specified.

また、ミュオンを用いて巨大物体の内部イメージを観測するミュオグラフィ観測システムに用いられるミュオン検出装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。この装置では、扁平面に等間隔に配列した複数のワイヤーによりミュオンを検出する複数のガス検出器と、ステンレス製のケースに鉛の板材を収納してなる放射線シールドと、設置器と、を備えている。設置器は、所定間隔で扁平面が平行になるように配置されて複数のガス検出器の各々を着脱可能な複数の検出器用ソケットと検出器用ソケットの間に配置されて放射線シールドを着脱可能なシールド用ソケットとが組み立て分解自在の複数の部材により構成されている。これにより、設置すべき場所へのアクセスが困難な場合でも、設置器を分解した状態で設置すべき場所に運んで組み立てることができるようにしている。 Also proposed is a muon detector used in a muography observation system that observes internal images of huge objects using muons (see, for example, Patent Document 2). This device comprises a plurality of gas detectors that detect muons by means of a plurality of wires arranged at regular intervals on a flat surface, a radiation shield made of a stainless steel case containing a lead plate, and an installation device. ing. The installation device is arranged so that the flat surfaces are parallel at a predetermined interval, and is arranged between a plurality of detector sockets to which each of the plurality of gas detectors can be attached and detached, and a radiation shield is attached and detached. The shielding socket is composed of a plurality of members that can be freely assembled and disassembled. As a result, even when access to the installation location is difficult, the disassembled installation device can be transported to the installation location and reassembled.

特開2014-126407号公報JP 2014-126407 A 特開2017-198482号公報JP 2017-198482 A

しかしながら、上述の検層装置では、シンチレータを用いているから、電磁シャワー(主に荷電電子e-,e+)により2つのシンチレータ検出器の2点が同時検出されると、その2点を結んだ直線上をミュオンが透過したとして誤って検出する場合が生じる。また、検出部をモータにより回転させるから、装置の構成が複雑なものとなり、検出可能なミュオンの数を制限してしまう。 However, since the above-mentioned logging apparatus uses a scintillator, when two points of the two scintillator detectors are simultaneously detected by an electromagnetic shower (mainly charged electrons e and e + ), the two points are connected. A muon may be mistakenly detected as having passed through a straight line. In addition, since the detector is rotated by a motor, the configuration of the apparatus becomes complicated, which limits the number of muons that can be detected.

一方、上述のミュオン検出装置では、大きな体格を有するため、巨大物体の内部イメージを観測する場合には適していても、地中に配置して地中の状態を観測するには不向きである。 On the other hand, the above-mentioned muon detector has a large size, so although it is suitable for observing the internal image of a huge object, it is not suitable for observing the state of the ground by placing it in the ground.

本発明の地中状態観測装置は、小型で精度よく簡易な構成で地中の状態を観測することができる装置を提案することを主目的とする。 An object of the present invention is to propose a compact, accurate and simple device for observing underground conditions.

本発明の地中状態観測装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The underground state observation apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve the above-described main object.

本発明の地中状態観測装置は、
地中に配置され、ミュオンを用いて地中の状態を観測する地中状態観測装置であって、
扁平面に等間隔に配列した複数のワイヤーによりミュオンを検出する矩形形状の複数のガス検出器と、各ガス検出器の間に配置された鉛板による放射線シールドと、を備える複数の観測部を有し、
前記複数の観測部は、一列に、且つ、少なくとも1つの観測部における前記ガス検出器の扁平面の中心からの法線と他の観測部における前記ガス検出器の扁平面の中心からの法線とがねじれの位置となるように配置されている、
ことを特徴とする。
The underground state observation device of the present invention is
An underground state observation device that is placed underground and uses muons to observe the state of the underground,
A plurality of observation units comprising a plurality of rectangular gas detectors that detect muons using a plurality of wires arranged at equal intervals on a flat surface, and a lead plate radiation shield placed between the gas detectors. have
The plurality of observation parts are arranged in a row, and a normal line from the center of the flat surface of the gas detector in at least one observation part and a normal line from the center of the flat surface of the gas detector in the other observation parts and are arranged in a twisted position,
It is characterized by

この本発明の地中状態観測装置では、扁平面に等間隔に配列した複数のワイヤーによりミュオンを検出する矩形形状の複数のガス検出器と、各ガス検出器の間に配置された鉛板による放射線シールドと、を備える複数の観測部を備える。ガス検出器は、一般的なシンチレータ検出器に比して空間分解能が1/10程度と小さい。このため、ミュオン検出の際にノイズとして作用する電磁シャワー(主に荷電電子e-,e+)を取り除くために必要な放射線シールド内の鉛の厚みを1/5以下にすることができる。また、ガス検出器はシンチレータ検出器に比して軽い。これらの結果、同程度の性能を有する地中状態観測装置をシンチレータ検出器を用いて構成した場合に比して、小型で精度の良いものとすることができる。また、複数の観測部を、一列に、且つ、少なくとも1つの観測部におけるガス検出器の扁平面の中心からの法線と他の観測部におけるガス検出器の扁平面の中心からの法線とがねじれの位置となるように配置する。1つの観測部では最も外側に配置されるガス検出器に通過することができる範囲が観測範囲となるが、複数の観測部をねじれの位置となるように配置することにより、より広範囲を観測範囲とすることができる。複数の観測部をねじれの位置に配置するだけでよいから、観測部を回転させる機構を有するものに比して簡易な構成とすることができ、回転角を考慮せずにミュオンの飛来方向を検出することができる。これらの結果、小型で精度よく簡易な構成で地中の状態を観測することができる。 In the underground state observation apparatus of the present invention, a plurality of rectangular gas detectors that detect muons by a plurality of wires arranged at equal intervals on a flat surface, and lead plates placed between the gas detectors. a radiation shield; and a plurality of observation units. A gas detector has a spatial resolution as small as about 1/10 that of a general scintillator detector. Therefore, the thickness of lead in the radiation shield required to remove electromagnetic showers (mainly charged electrons e and e + ) acting as noise during muon detection can be reduced to ⅕ or less. Also, gas detectors are lighter than scintillator detectors. As a result, it is possible to make the underground state observation device smaller and more accurate than the case where the underground condition observation device having the same performance is configured using the scintillator detector. In addition, a plurality of observation parts are arranged in a row, and the normal line from the center of the flat surface of the gas detector in at least one observation part and the normal line from the center of the flat surface of the gas detector in the other observation parts is positioned at the twist position. In one observation unit, the observation range is the range that can pass through the outermost gas detector. can be Since it is only necessary to arrange a plurality of observation units at twisted positions, the configuration can be simpler than that having a mechanism for rotating the observation units, and the incoming direction of muons can be determined without considering the rotation angle. can be detected. As a result, it is possible to observe underground conditions with a compact, accurate and simple configuration.

本発明の地中状態観測装置において、前記複数の観測部は、前記ガス検出器の扁平面が90度だけ異なるように配置された2つの観測部であるものとすることもできる。こうすれば、2つの観測部だけでよいから装置をより小型なものとすることができる。 In the underground condition observation apparatus of the present invention, the plurality of observation units may be two observation units arranged such that flat surfaces of the gas detector are different by 90 degrees. In this way, the apparatus can be made more compact since only two observation units are required.

本発明の地中状態観測装置において、円筒形状に形成され、前記複数の観測部を収納する収納ケースを備えるものとすることもできる。こうすれば、ボーリング孔に挿入して地中の状態を観測するのに適したものとすることができる。この場合、前記複数の観測部は、前記ガス検出器の扁平面が前記収納ケースの軸に平行になるように前記収納ケースに収納されているものとしてもよい。 The underground state observing apparatus of the present invention may also include a storage case formed in a cylindrical shape for storing the plurality of observation units. This makes it suitable for inserting into a borehole and observing the state of the ground. In this case, the plurality of observation units may be accommodated in the storage case such that the flat surface of the gas detector is parallel to the axis of the storage case.

実施形態の地中状態観測装置20の構成の概略を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows the outline of a structure of the underground state observation apparatus 20 of embodiment. ミュオン検出装置22の円筒形状における中心軸を通る断面を模式的に示す模式断面図である。3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section passing through the central axis of the cylindrical shape of the muon detection device 22. FIG. 図2におけるミュオン検出装置22のA-A断面を模式的に示す模式断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing an AA cross section of the muon detection device 22 in FIG. 2; 観測部30の外観を模式的に示す模式外観図である。3 is a schematic external view schematically showing the external appearance of an observation unit 30. FIG. ガス検出器40の一部の構成を模式的に示す構成図である。4 is a configuration diagram schematically showing a configuration of part of the gas detector 40. FIG. 図5のB-B面の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the BB plane of FIG. 5; 放射線シールド50の構成の概略を示す分解斜視図である。3 is an exploded perspective view showing the outline of the configuration of the radiation shield 50. FIG. 観測部30と観測領域との関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the relationship between an observation unit 30 and an observation area;

次に、本発明を実施するための形態について説明する。図1は、実施形態の地中状態観測装置20の構成の概略を示す説明図である。実施形態の地中状態観測装置20は、地中に配置されてるミュオンの通過を検出するミュオン検出装置22と、ミュオン検出装置22による検出結果を用いて地中の状態をイメージ解析する解析装置60と、を備える。ミュオン検出装置22は、有線または無線のデータ転送リンクを介して解析装置60に接続されている。解析装置60は、図1に示すように、汎用のコンピュータにアプリケーションソフトウエアとしての地中状態解析プログラム62がインストールされたものとして構成されている。コンピュータは、図示しないCPUやROM,RAM,グラフィックプロセッサ(GPU),グラフィックメモリ(VRAM),システムバス,ハードディスクドライブ(HDD)などを備え、ハードディスクドライブに地中状態解析プログラム62などが記憶されている。地中状態解析プログラム62は、データを入力する入力モジュール64と、入力されたデータを用いて地中の状態を解析する解析モジュール66と、解析結果を出力する出力モジュール68と、によって構成されている。なお、コンピュータには、表示装置としてのディスプレイ70や、入力装置としてのキーボード72やマウス74などが接続されている。なお、地中状態解析プログラム62による地中の状態解析は、基本的には周知技術(例えば、特開2013-156099号公報に記載の技術)と同様であり、本発明の中核をなさないから、その詳細な説明は省略する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the outline of the configuration of an underground state observation device 20 of the embodiment. The underground state observation device 20 of the embodiment includes a muon detection device 22 that detects the passage of muons placed in the ground, and an analysis device 60 that performs image analysis of the underground state using the detection results of the muon detection device 22. And prepare. The muon detector 22 is connected to the analyzer 60 via a wired or wireless data transfer link. As shown in FIG. 1, the analysis device 60 is constructed by installing an underground condition analysis program 62 as application software in a general-purpose computer. The computer includes a CPU, ROM, RAM, graphic processor (GPU), graphic memory (VRAM), system bus, hard disk drive (HDD), etc. (not shown), and the hard disk drive stores an underground state analysis program 62 and the like. . The underground state analysis program 62 is composed of an input module 64 for inputting data, an analysis module 66 for analyzing the state of the underground using the input data, and an output module 68 for outputting analysis results. there is A display 70 as a display device, and a keyboard 72 and a mouse 74 as input devices are connected to the computer. In addition, the underground state analysis by the underground state analysis program 62 is basically the same as the well-known technology (for example, the technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-156099), and does not form the core of the present invention. , the detailed description of which is omitted.

ミュオン検出装置22は、ボーリング孔10に挿入されるように円筒形状に構成されている。図2は、ミュオン検出装置22の円筒形状における中心軸を通る断面を模式的に示す模式断面図であり、図3は、図2におけるミュオン検出装置22のA-A断面を模式的に示す模式断面図である。ミュオン検出装置22は、図示するように、円筒形状に形成された収納ケース24と、この収納ケース24に2段に収納される2つの観測部30とを備える。図4は、観測部30の外観を模式的に示す模式外観図である。観測部30は、扁平な略正方形状に形成された4つのガス検出器40と、扁平な略正方形状に形成されて各ガス検出器40の間に配置された3つの放射線シールド50と、を備え、全体として略正六面体の形状となるように構成されている。2つの観測部30は、2つの観測部30のガス検出器40の扁平面の中心における法線がねじれの位置となると共に2つの観測部30のガス検出器40の扁平面が90度だけ異なるように、さらに、2つの観測部30のガス検出器40の扁平面が収納ケース24の中心軸に平行になるように、収納ケース24に収納されている。 The muon detection device 22 is configured in a cylindrical shape so as to be inserted into the borehole 10 . FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section passing through the central axis of the cylindrical shape of the muon detection device 22, and FIG. 3 is a schematic cross section of the muon detection device 22 in FIG. It is a sectional view. As illustrated, the muon detector 22 includes a cylindrical housing case 24 and two observation units 30 housed in the housing case 24 in two stages. FIG. 4 is a schematic external view schematically showing the external appearance of the observation unit 30. As shown in FIG. The observation unit 30 includes four gas detectors 40 formed in a flat, substantially square shape, and three radiation shields 50 formed in a flat, substantially square shape and arranged between the gas detectors 40. It is configured to have a substantially regular hexahedral shape as a whole. In the two observation units 30, the normals at the centers of the flat surfaces of the gas detectors 40 of the two observation units 30 are twisted, and the flat surfaces of the gas detectors 40 of the two observation units 30 are different by 90 degrees. Furthermore, the flat surfaces of the gas detectors 40 of the two observation units 30 are housed in the storage case 24 so as to be parallel to the central axis of the storage case 24 .

図5は、ガス検出器40の一部の構成を模式的に示す構成図であり、図6は、図5のB-B面の断面図である。なお、図5は、図6のC-C面の断面図である。ガス検出器40は、周知のガスワイヤーチャンバー(MWPC:Multi Wire Proportional Chamber)として構成されており、2つのカソードプレーン42a,42bと、2つのカソードプレーン42a.42bの略中央に平行に等間隔に配置された複数のアノードワイヤー44(1),44(2),…,44(n)と、各アノードワイヤー44(1),44(2),…,44(n)の間に配置された複数のフィールド形成ワイヤー45(1),45(2),…,45(n)と、2つのカソードプレーン42a,42b間のカソードプレーン42b側近傍に複数のアノードワイヤー44(1),44(2),…,44(n)と直交するように配置された複数の信号収集ワイヤー46(1),46(2),…,46(m)と、複数の信号収集ワイヤー46(1),46(2),…,46(m)に取りつけられた複数の信号読み出し部48と、複数のフィールド形成ワイヤー45(1),45(2),…,45(n)に接続された複数の信号読み出し部47と、により構成されている。ガス検出器40の内部空間には、アルゴン(Ar)や二酸化炭素(CO2)の不燃性で無毒の混成ガスが充填されている。このガス検出器40では、単一のシグナルで2方向(x方向とy方向)の検出を行なうことができる。本実施形態では、ガス検出器40は、複数のアノードワイヤ44(1),44(2),…,44(n)として直径が20μmのワイヤーを用い、複数のフィールド形成ワイヤー45(1),45(2),…,45(n)として直径が100μmのワイヤーを用い、ワイヤーを等間隔で配置し、信号収集ワイヤー46(1),46(2),…,46(m)として直径が100μmのワイヤーを用いた。 FIG. 5 is a configuration diagram schematically showing a configuration of part of the gas detector 40, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. The gas detector 40 is configured as a well-known gas wire chamber (MWPC: Multi Wire Proportional Chamber) with two cathode planes 42a, 42b and two cathode planes 42a . A plurality of anode wires 44(1), 44(2), . 44(n), and a plurality of field forming wires 45(1), 45(2), . A plurality of signal collection wires 46(1), 46(2), . , 46(m) and a plurality of field forming wires 45(1), 45(2), . and a plurality of signal readout units 47 connected to (n). The internal space of the gas detector 40 is filled with a nonflammable and nontoxic mixed gas of argon (Ar) and carbon dioxide (CO 2 ). This gas detector 40 can perform detection in two directions (x direction and y direction) with a single signal. In this embodiment, the gas detector 40 uses 20 μm diameter wires as the plurality of anode wires 44(1), 44(2), . 45(2), . A 100 μm wire was used.

図7は、放射線シールド50の構成の概略を示す分解斜視図である。図示するように、放射線シールド50は、ステンレス製の下枠52と、ステンレス製の蓋54と、下枠52に形成された扁平な略正方形状の収納部53に収納される鉛板56とにより構成されている。 FIG. 7 is an exploded perspective view showing an outline of the configuration of the radiation shield 50. As shown in FIG. As shown in the figure, the radiation shield 50 includes a lower frame 52 made of stainless steel, a lid 54 made of stainless steel, and a lead plate 56 housed in a flat, substantially square housing portion 53 formed in the lower frame 52. It is configured.

図8は、観測部30と観測領域との関係を示す説明図である。実施形態の地中状態観測装置20におけるミュオン検出装置22は、図中領域A側および領域C側から飛来するミュオンについては、ガス検出器40の扁平面が図中水平方向と平行な観測部30(2つの観測部30のうちの一方)により検出することができ、図中領域B側および領域D側から飛来するミュオンについては、ガス検出器40の扁平面が図中垂直方向と平行な観測部30(2つの観測部30のうちの他方)により検出することができる。このため、2つの観測部30によりミュオン検出装置22の径方向における略全周から飛来するミュオンを検出することができる。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the observation section 30 and the observation area. The muon detection device 22 in the underground state observation device 20 of the embodiment detects the muons coming from the area A side and the area C side in the figure, and the flat surface of the gas detector 40 is parallel to the horizontal direction in the figure. (one of the two observation units 30), and the muons coming from the area B side and the area D side in the figure are observed when the flat plane of the gas detector 40 is parallel to the vertical direction in the figure. It can be detected by the unit 30 (the other of the two observation units 30). Therefore, the two observation units 30 can detect muons coming from substantially the entire circumference of the muon detector 22 in the radial direction.

実施形態の地中状態観測装置20では、4つのガス検出器40を等間隔に扁平面が平行になるように配置してミュオン検出装置22を構成することにより、各ガス検出器40に同時に直線上に並ばない反応点が観測されたときにはその反応点はノイズであると判別し、各ガス検出器40に同時に直線上に並ぶ反応点が観測されたときにはその反応点はミュオンによるものであると判別する。これにより、電磁シャワーなどのノイズによる誤検出を抑制することができる。 In the underground state observation device 20 of the embodiment, the muon detection device 22 is configured by arranging the four gas detectors 40 at equal intervals so that their flat surfaces are parallel to each other. When reaction points not aligned above are observed, the reaction points are determined to be noise, and when reaction points are observed to be aligned on a straight line at the same time in each gas detector 40, the reaction points are determined to be caused by muons. discriminate. As a result, erroneous detection due to noise such as electromagnetic shower can be suppressed.

以上説明した実施形態の地中状態観測装置20では、扁平面に等間隔に配列した4つのガス検出器40と、各ガス検出器40の間に配置された鉛板による3つの放射線シールド50とを備える2つの観測部30を備える。ガス検出器30は、シンチレータ検出器に比して空間分解能が1/10程度と小さいから、ミュオン検出の際にノイズとして作用する電磁シャワー(主に荷電電子e-,e+)を取り除くために必要な放射線シールド内の鉛の厚みを小さくすることができる。また、ガス検出器40はシンチレータ検出器に比して軽い。これらの結果、同程度の性能を有する地中状態観測装置をシンチレータ検出器を用いて構成した場合に比して、小型で精度の良いものとすることができる。また、実施形態の地中状態観測装置20では、2つの観測部30を、2つの観測部30のガス検出器40の扁平面の中心における法線がねじれの位置となると共に2つの観測部30のガス検出器40の扁平面が90度だけ異なるようにように、さらに、2つの観測部30のガス検出器40の扁平面が収納ケース24の中心軸に平行になるように、収納ケース24に収納する。これにより、ミュオン検出装置22の径方向における略全周から飛来するミュオンを検出することができる。したがって、観測部を回転させる機構を有するものに比して、簡易な構成とすることができ、回転角を考慮せずにミュオンの飛来方向を検出することができる。これらの結果、小型で精度よく簡易な構成で地中の状態を観測することができる。 In the underground condition observing apparatus 20 of the embodiment described above, the four gas detectors 40 arranged at equal intervals on a flat surface, and the three radiation shields 50 made of lead plates placed between the gas detectors 40. Two observation units 30 are provided. Since the gas detector 30 has a spatial resolution as small as about 1/10 that of a scintillator detector, in order to remove electromagnetic showers (mainly charged electrons e and e + ) that act as noise during muon detection, The lead thickness in the required radiation shield can be reduced. Also, the gas detector 40 is lighter than a scintillator detector. As a result, it is possible to make the underground state observation device smaller and more accurate than the case where the underground condition observation device having the same performance is configured using the scintillator detector. Further, in the underground state observation device 20 of the embodiment, the two observation units 30 are arranged such that the normal to the center of the flat surface of the gas detector 40 of the two observation units 30 is twisted and the two observation units 30 The storage case 24 is arranged so that the flat surfaces of the gas detectors 40 of the two observation units 30 are different from each other by 90 degrees, and that the flat surfaces of the gas detectors 40 of the two observation units 30 are parallel to the central axis of the storage case 24. Store in This makes it possible to detect muons coming from substantially the entire circumference of the muon detector 22 in the radial direction. Therefore, the configuration can be simpler than that having a mechanism for rotating the observation section, and the incoming direction of the muon can be detected without considering the rotation angle. As a result, it is possible to observe underground conditions with a compact, accurate and simple configuration.

実施形態の地中状態観測装置20では、2つの観測部30を、2つの観測部30のガス検出器40の扁平面の中心における法線がねじれの位置となると共に2つの観測部30のガス検出器40の扁平面が90度だけ異なるように、さらに、2つの観測部30のガス検出器40の扁平面が収納ケース24の中心軸に平行になるように、収納ケース24に収納するものとした。しかし、3つ以上の観測部30を収納ケースに収納するものとしてもよい。3つの観測部30を収納する場合には3つの観測部30のガス検出器40の扁平面が60度だけ異なるようにように3段に配置すればよいし、3つの観測部30を収納する場合には、4つの観測部30のガス検出器40の扁平面が45度だけ異なるようにように4段に配置すればよい。 In the underground state observation device 20 of the embodiment, the two observation units 30 are arranged such that the normal to the center of the flat surface of the gas detector 40 of the two observation units 30 is at a twisted position and the gas of the two observation units 30 The detectors 40 are housed in the storage case 24 so that the flat surfaces of the gas detectors 40 differ by 90 degrees, and furthermore, the flat surfaces of the gas detectors 40 of the two observation units 30 are parallel to the central axis of the storage case 24. and However, three or more observation units 30 may be housed in the housing case. When three observation units 30 are housed, the gas detectors 40 of the three observation units 30 may be arranged in three stages so that the flat surfaces of the gas detectors 40 of the three observation units 30 differ by 60 degrees. In this case, the gas detectors 40 of the four observation units 30 may be arranged in four stages so that the flat surfaces of the gas detectors 40 differ by 45 degrees.

実施形態の地中状態観測装置20では、ミュオン検出器22をボーリング孔に挿入するものとしたが、ミュオン検出器22をボーリング孔に挿入せず、地中に設置するものとしてもよい。この場合、収納ケース24の形状は円筒形状に限られず、矩形形状であってもよい。 In the underground state observation device 20 of the embodiment, the muon detector 22 is inserted into the borehole, but the muon detector 22 may be installed in the ground instead of being inserted into the borehole. In this case, the shape of the storage case 24 is not limited to a cylindrical shape, and may be rectangular.

実施形態の地中状態観測装置20におけるミュオン検出装置22では、4つのガス検出器40を等間隔に扁平面が平行になるように配置するものとしたが、扁平面が平行になるように配置すればよいから、等間隔に配置しないものとしても構わない。また、ガス検出器40の数も4個に限定されるものではなく、3個以下でもよいし5個以上でも構わない。 In the muon detection device 22 in the underground state observation device 20 of the embodiment, the four gas detectors 40 are arranged at equal intervals so that their flat planes are parallel. Since it is enough, it does not matter if they are arranged at non-equidistant intervals. Also, the number of gas detectors 40 is not limited to four, and may be three or less or five or more.

実施形態の地中状態観測装置20におけるミュオン検出装置22では、鉛板56をステンレス製の下枠52および蓋54により収納するものとしたが、下枠52や蓋54は、ステンレスによって形成されていることに限定されるものではなく、他の金属材料により形成されているものとしてもよいし、硬化プラスチックなどにより形成されているものとしてもよい。 In the muon detection device 22 in the underground state observation device 20 of the embodiment, the lead plate 56 is housed by the lower frame 52 and lid 54 made of stainless steel, but the lower frame 52 and lid 54 are made of stainless steel. It is not limited to being made of metal, but may be made of other metal material, or may be made of hardened plastic or the like.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the present invention is by no means limited to such embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. Of course.

本発明は、地中状態観測装置の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to the manufacturing industry of underground state observation devices.

20 地中状態観測装置、22 ミュオン検出装置、24 収納ケース、30 観測部、40 ガス検出器、42a,42b カソードプレーン、44(1),44(2),…,44(n) アノードワイヤー、45(1),45(2),…,45(n) フィールドワイヤー、47 信号読み出し部、48 信号読み出し部、50 放射線シールド、52 下枠、53 収納部、54 蓋、56 鉛板、60 解析装置、62 地中状態解析プログラム、64 入力モジュール、66 解析モジュール、68 出力モジュール、70 ディスプレイ、72 キーボード、74 マウス。 20 underground state observation device, 22 muon detection device, 24 storage case, 30 observation unit, 40 gas detector, 42a, 42b cathode plane, 44 (1), 44 (2), ..., 44 (n) anode wire, 45(1), 45(2), ..., 45(n) field wire, 47 signal readout section, 48 signal readout section, 50 radiation shield, 52 lower frame, 53 storage section, 54 lid, 56 lead plate, 60 analysis Apparatus, 62 Underground Condition Analysis Program, 64 Input Module, 66 Analysis Module, 68 Output Module, 70 Display, 72 Keyboard, 74 Mouse.

Claims (4)

地中に配置され、ミュオンを用いて地中の状態を観測する地中状態観測装置であって、
扁平面に等間隔に配列した複数のワイヤーによりミュオンを検出する矩形形状の複数のガス検出器と、各ガス検出器の間に配置された鉛板による放射線シールドと、を備える複数の観測部を有し、
前記複数の観測部は、一列に隣接して配置されており、且つ、少なくとも1つの観測部における前記ガス検出器の扁平面の中心からの法線と他の観測部における前記ガス検出器の扁平面の中心からの法線とがねじれの位置となるように配置され、更に、同一の収納ケースに収納されている、
地中状態観測装置。
An underground state observation device that is placed underground and uses muons to observe the state of the underground,
A plurality of observation units comprising a plurality of rectangular gas detectors that detect muons using a plurality of wires arranged at equal intervals on a flat surface, and a lead plate radiation shield placed between the gas detectors. have
The plurality of observation parts are arranged adjacent to each other in a line, and a normal line from the center of the flat surface of the gas detector in at least one observation part and the flatness of the gas detector in other observation parts It is arranged so that the normal from the center of the surface is at a twisted position, and is further stored in the same storage case,
Underground condition observation equipment.
請求項1記載の地中状態観測装置であって、
前記複数の観測部は、前記ガス検出器の扁平面が90度だけ異なるように配置された2つの観測部である、
地中状態観測装置。
The underground state observation device according to claim 1,
The plurality of observation units are two observation units arranged such that flat surfaces of the gas detector are different by 90 degrees,
Underground condition observation equipment.
請求項1または2記載の地中状態観測装置であって、
前記収納ケースは、円筒形状に形成されている、
地中状態観測装置。
The underground state observation device according to claim 1 or 2,
The storage case is formed in a cylindrical shape,
Underground condition observation equipment.
請求項3記載の地中状態観測装置であって、
前記複数の観測部は、前記ガス検出器の扁平面が前記収納ケースの軸に平行になるように前記収納ケースに収納されている、
地中状態観測装置。
The underground state observation device according to claim 3,
The plurality of observation units are housed in the storage case such that the flat surface of the gas detector is parallel to the axis of the storage case.
Underground condition observation equipment.
JP2018222565A 2018-11-28 2018-11-28 Underground condition observation device Active JP7269595B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018222565A JP7269595B2 (en) 2018-11-28 2018-11-28 Underground condition observation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018222565A JP7269595B2 (en) 2018-11-28 2018-11-28 Underground condition observation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020085732A JP2020085732A (en) 2020-06-04
JP7269595B2 true JP7269595B2 (en) 2023-05-09

Family

ID=70907660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018222565A Active JP7269595B2 (en) 2018-11-28 2018-11-28 Underground condition observation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7269595B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013156099A (en) 2012-01-27 2013-08-15 Univ Of Tokyo Internal state analysis method, program, and internal state analysis system
JP2014126407A (en) 2012-12-25 2014-07-07 Central Research Institute Of Electric Power Industry Stratum inspection device for obtaining density distribution of stratum
US20150060686A1 (en) 2012-09-27 2015-03-05 Nuclear Applications, Llc Radiation-monitoring system with correlated hodoscopes
JP2015075334A (en) 2013-10-04 2015-04-20 株式会社東芝 Muon track detector and muon track detection method
JP2016004024A (en) 2014-06-19 2016-01-12 株式会社東芝 Muon trajectory detector and muon trajectory detection method
JP2017198482A (en) 2016-04-25 2017-11-02 国立大学法人 東京大学 Muon detector

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013156099A (en) 2012-01-27 2013-08-15 Univ Of Tokyo Internal state analysis method, program, and internal state analysis system
US20150060686A1 (en) 2012-09-27 2015-03-05 Nuclear Applications, Llc Radiation-monitoring system with correlated hodoscopes
JP2014126407A (en) 2012-12-25 2014-07-07 Central Research Institute Of Electric Power Industry Stratum inspection device for obtaining density distribution of stratum
JP2015075334A (en) 2013-10-04 2015-04-20 株式会社東芝 Muon track detector and muon track detection method
JP2016004024A (en) 2014-06-19 2016-01-12 株式会社東芝 Muon trajectory detector and muon trajectory detection method
JP2017198482A (en) 2016-04-25 2017-11-02 国立大学法人 東京大学 Muon detector

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020085732A (en) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2589954B1 (en) Articles detection device and detection method thereof
Tarifeño-Saldivia et al. Conceptual design of a hybrid neutron-gamma detector for study of β-delayed neutrons at the RIB facility of RIKEN
US8586939B2 (en) Multiple source associated particle imaging for simultaneous capture of multiple projections
US8513601B2 (en) Systems for detecting charged particles in object inspection
US7919758B2 (en) Neutron detector
US9261468B2 (en) Multi-particle inspection using associated particle sources
US20080315109A1 (en) Neutron detector
EP2589955A1 (en) Articles detecting device and detecting method thereof
Medalia Detection of nuclear weapons and materials: science, technologies, observations
US10451745B1 (en) Muon detectors, systems and methods
Runkle et al. The photon haystack and emerging radiation detection technology
Battaglia et al. Studying the Higgs potential at the e+ e-linear collider
EP0413527A2 (en) Detection of explosives
JP7269595B2 (en) Underground condition observation device
US10459092B2 (en) Muographic observation instrument
CN101048653B (en) Dual energy radiation scanning of an object
Neumaier et al. Metrology for radiological early warning networks in europe (“METROERM”)—A joint european metrology research project
Hrabar et al. Anti-Compton shield for Compex germanium detector modules
US20040136486A1 (en) Process for simulation of the response of a detector of radiation emitted by radioactive objects and process for inspection of nuclear fuel elements using this simulation
US9435751B2 (en) Remote detection and identification of nuclear materials using multiple ion-chambers
Hong et al. Cathode depth sensing in CZT detectors
JP2002341045A (en) Neutron detector unit
Heilborn Proton-proton correlation functions measured using position-sensitive FAUST
CN216167489U (en) Collimating device and nuclide imaging system
JP2009198439A (en) Neutron position measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190403

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211012

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220802

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221102

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20221122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20221122

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230412

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7269595

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250