核分裂片同時計数検出器による中性子過剰核の融合反応機構研究

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本研究では、融合反応測定のための核分裂片同時計数検出器を開発し、二次ビームとして生成する質量数50 近傍の中性子過剰核と重原子核の融合反応メカニズムを研究することを目的とする。このため、２種類の検出器を開発する。１つはMCP型飛行時間検出器であり、ビーム粒子の飛行時間からエネルギーを測定するものである。もう１つは大立体角位置検出器であり、２つの核分裂片の放出角度と飛行時間を同時計測し、核分裂片の質量比を測定するものである。この目的のため、令和３年度は主に後者の大立体角位置検出器の開発を行った。最適な大立体角位置検出器として多芯線比例計数管MWPCを選定し、その詳細な設計を行った。シミュレーションに基づき、十分な時間分解能および位置分解能を達成するための構造として、ワイヤー方向（XYの２方向）、ワイヤー径20um、ワイヤー間隔2mm（２本を接続して読み出すことで4mm間隔の検出）、ギャップ6mm、有感領域320mm×280mm、ウィンドウ膜12.5um（将来的に4um程度のものを試験予定）などの仕様を決定し、実機の製作を完了した。完成後の検出器は今後、九州大学加速器・ビーム応用科学センターにて陽子や炭素などの軽イオンやヨウ素などの重イオンビームを用いた試験を実施する予定である。また、多芯線比例計数管MWPCの運転のために不可欠な検出器ガス供給システムの設計を3D CADを用いて行い、実機の一部（特に真空槽へのガス導入部分）の製作に着手した。