常温硬化プラスチックシンチレータの大量生産と形状工夫の両立および大型化技術の開発

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将来の加速器実験における多チャンネルカロリメータやニュートリノ実験のための機能性プラスチックシンチレータの大型化を目指し、本研究では常温硬化樹脂を用いたプラスチックシンチレータの開発を行ってきており、常温で作製可能という特徴をいかした高機能化について研究してきた。多チャンネルカロリメータに向けたプラスチックシンチレータの大量生産のため、切削研磨加工が不要な作製方法によりストリップ状の常温硬化シンチレータを試作した。型材として耐薬品性プラスチック材やシリコーンゴムなどの加工が容易な材質の型を用いることで、研磨不要で形状自由度の高い成形手法を開発できた。現在議論されているストリップシンチレータと同様の形状に作製してβ線測定を実施したところ、β線入射位置依存性の抑制を確認できた。また、ニュートリノ検出器に向けた大型プラスチックシンチレータに関する研究も進めることができた。常温硬化という特長を利用して簡便な大型化が可能かどうか確認した。常温硬化シンチレータのブロックを２つ用意し、硬化前シンチレータを用いてブロック同士の接合を試みた。同一材料を用いて接合するため、ブロック間の境界面における光の屈折や反射が起こりにくいというメリットもある。β線測定により光減衰を確認したところ、ブロック間の境界面における有意的な光減衰は見られず、優秀な接合方法に成功した。一般に、市販の機能性プラスチックシンチレータは高価であるため、既存の研究環境で機能性プラスチックシンチレータを手軽に使用した新しい実験の立ち上げや検出器の試作をすることは難しい場合が多い。これまでの素粒子物理学実験の検出器に使用されてきた機能性添加剤を、本研究の常温硬化プラスチックシンチレータに添加して試作した。常温下の作製においてシンチレータの透明性を保持しながら添加可能な機能性添加剤が見つかり、今後の性能向上に期待できる。