純ヨウ化セシウムカウンターの光検出デバイスのマウント方法の開発

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(1)高輝度Bファクトリー実験(スーパーBファクトリー)における端冠部カロリーメーターの試作器として、純ヨウ化セシウム結晶を用いた試作カウンター20本を使用したテストビーム実験をロシア連邦・ノボシビルスク市のBudker原子核物理研究所のROKK-1Mビームラインで行った。(2)これに際して、光検出デバイスとして直径2インチのフォトテトロード(4極光電子増倍管)が現在の時点での有力候補である。結晶の光読み出し面の寸法は5.5センチ×5.5センチであることからフォトテトロードは一つしかマウントできないため、これを交換可能な構造とするために光学的結合はオプティカルグリースの充填によるものとした。(3)オプティカルグリースの充填はフォトテトロードの機械的保持をする能力はないので、機械的強度は結晶に設けたネジ穴にフランジを固定し、ここに前置増幅器・高電圧分配器を内臓したアルミニウム製ケーシングを取り付けることによってフォトテトロードを支持した。オプティカルグリースによる光学的結合を安定化するために、ゴムブッシュでフォトテトロードを充填したオプティカルグリースに緩やかに押し付ける構造とした。(4)こうして製作した試作カウンター20本の信号を、時定数30nsの波形整形器・サンプリング周波数40MHzで12ビットのフラッシュADCを用いて読み出した試験では、既存のタリウム添加ヨウ化セシウム結晶を使用したカウンターと同等のエネルギー分解能(100MeVの光子に対して2%)を達成できた。