大強度・高輝度加速器で使用するビームモニターの開発

开发用于大强度、高亮度加速器的束流监视器

基本信息

批准号：
16028209
负责人：
中家剛
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では大強度・高輝度加速器でのビームモニターに使用する、ダイアモンド半導体検出器の基礎開発研究を行なった。ダイアモンド半導体検出器は大強度陽子加速器(J-PARC)や高輝度加速器(KEKB)での使用に耐える放射線耐久性を持った検出器で、今後の実用化が期待されている。本研究では、京都大学・化学研究所・先端ビームナノ科学センターにある110MeVの線形電子加速器を使って、ダイアモンド半導体検出器のビームテストを行なった。初めに、信号の時間波形を測定し10^8電子/パルスという大強度でも高速な時間応答性を観測した。そしてシリコン半導体検出器に対する電荷信号量を測定し、シリコンの20%という予想通りの結果を得た。次に、信号の印加電圧依存性を測定し、600Vまで緩やかな信号の増加を観測した。信号の電圧依存性は500V付近で0.1%/Vと、検出器が安定に動作することを確認した。続いて、信号の長期安定性と再現性の測定を行い、約10分間では0.5%以内で安定であることを確認した。ただ電圧印加直後もしくはビーム入射直後には信号の時間変動が発見され、これはポンピング効果等かもしれないが、今後追実験が必要である。最後に、J-PARCニュートリノ振動実験(T2K)でのミューオンビーム強度(10^8μ/cm^2)の領域で信号の線形性を測定し5%以内であることを測定した。今回、ダイアモンド半導体検出器に照射した放射線総量はT2K実験約1日相当分であり、信号の変化は予想通り見られなかった。本研究において、ダイアモンド半導体検出器はT2K実験やKEKB加速器でビームモニターとして使用できる要求を十分に満たすこと確認した。

这项研究对用于高强度和高亮度加速器的光束监视器的钻石半导体探测器进行了基本开发研究。钻石半导体探测器是抗辐射探测器，可以承受高强度质子加速器（J-PARC）和高亮度加速器（KEKB），并有望将来将其用于实际使用。在这项研究中，使用位于化学研究所京都大学高级梁纳米科学中心的110 MEV线性电子加速器进行了钻石半导体探测器的光束测试。首先，测量信号的时间波形，即使在10^8电子/脉冲的高强度下也观察到快速时间响应。然后测量硅半导体检测器的电荷信号量，预期结果为硅的20％。接下来，测量信号的施加电压的依赖性，并观察到信号的柔和增加达到600V。信号的电压依赖性在500V左右为0.1％/V，并确认检测器的运行稳定。接下来，测量了信号的长期稳定性和可重复性，并确认它在大约10分钟内稳定在0.5％以内。但是，信号的时间变化是在施加电压后立即发现的，或者在光束入射后立即发现，尽管这可能是由于泵送效应引起的，但将来需要进行其他实验。最后，在J-PARC中微子振荡实验（T2K）中，信号的线性在MUON束强度（10^8μ/cm^2）的区域中测量，并确定其在5％以内。这段时间对钻石半导体检测器的辐射总量相当于T2K实验的大约一天，并且信号没有如预期的那样变化。在这项研究中，我们确认钻石半导体检测器满足了在T2K实验和KEKB加速器中用作光束监视器的要求。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The Neutrino Physics at Accelerators : The High Intensity Frontier.

加速器中的中微子物理：高强度前沿。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Venice 2005, Neutrino Telescope
影响因子：
0
作者：
S.Nishida;T.Iijima et al.;T.Fujihara;T.Fujihara;H.Kawamura;H.Kawamura;H.Kawamura;K.Fujii;T.Nakaya
通讯作者：
T.Nakaya

K2K Results

K2K 结果

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Nuclear Physics B (Proceedings Supplements) 143
影响因子：
0
作者：
M.Hasegawa;K.Nishikawa et al.(by K2K collaboration);T.Nakaya
通讯作者：
T.Nakaya

NEXT-GENERATION NUCLEON DECAY EXPERIMENTS

下一代核子衰变实验

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Nucl.Phys.Proc.Suppl. 138
影响因子：
0
作者：
S.Nishida;T.Iijima et al.;T.Fujihara;T.Fujihara;H.Kawamura;H.Kawamura;H.Kawamura;K.Fujii;T.Nakaya;T.Nakaya;T.Nakaya
通讯作者：
T.Nakaya