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次世代ニュートリノ実験でのミューオンモニター用ダイヤモンド検出器の研究

下一代中微子实验中μ介子监测金刚石探测器研究

基本信息

批准号：
20039009
负责人：
山本和弘
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka City 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20039009/
关键词：
素粒子(実験)粒子測定技術

项目摘要

平成20年度に引き続き、作成した単結晶ダイヤモンド検出器の性能評価を行った。検出器の構造は、4mm×4mm×0.5mmの単結晶CVDダイヤモンドチップの両面に金でメタライズを施して電極としたシンプルなもので、500Vのバイアス電圧をかけて信号を読み出した。ビームテストとして、京都大学化学研究所の電子線型加速器のビームラインにこの検出器を設置して100MeVの電子を照射し、その応答のデータを収集した。主なビームパラメーターは、エネルギー:100MeV、パルス幅:～60ns、強度:10^8～10^9個/パルス、ビーム径:～6mm、繰り返し周波数:15Hzであった。データ収集システムには、COPPERとMIDASを用い、FADCによりダイヤモンド検出器からの波形データを記録した。信号の波形を見ると100ns弱のパルス幅が得られ、照射した電子ビームのパルス幅とほぼ同程度であった。これはT2K実験のビームバンチ間隔580nsよりも十分小さく、この検出器によってバンチごとのビーム測定が十分可能であることが分かった。次に、電子ビーム強度をJ-PARCメインリング(MR)40GeV, 0.6MW相当までスキャンして信号を取得し、同時に取ったシリコン検出器の応答との比を取ってビーム強度に対する応答の線型性を測定した。結果は、ビーム強度の全領域においてほぼ線型性を保っことが確認され、直線フィットからのずれは1～2%以内に納まった。ただし、ビーム強度の上昇に伴ってずれが大きくなる様子も見えたので、この効果を取り入れるために2次曲線でフィットを行うと、そこからのずれは±0.2%に納まった。次に、電子ビームの強度をJ-PARC MR40GeV, 0.6MW相当に設定して40分間にわたり連続照射し、その間の信号の安定性を見た。その結果、大きな信号の変動は見られず、そのずれは1%以内に納まることが確認された。

The performance evaluation of the detector was carried out in 2010. The structure of the detector is 4mm×4mm× 0.5 mm and the surface of the crystal CVD film is coated with metal. The electrode is applied to the surface of the crystal CVD film. The single voltage of 500V is applied to the signal. The detector of the electron linear accelerator at the Institute of Chemistry of Kyoto University was set to 100MeV electron irradiation and the detector was collected. Main video range:100MeV, amplitude:~60ns, intensity:10^8~10^9 pieces/video range:~6mm, frequency:15Hz. COPPER AND MIDAS, FADC AND WAVEFORM The waveform of the signal is less than 100ns, and the amplitude of the signal is less than 100 ns. The time interval between T2K and the test is 580ns. The test is very small. The test is very likely. Second, the electron intensity of the J-PARC sensor (MR)40GeV, 0.6 MW equivalent signal was obtained, and the ratio of the response of the detector to the linearity of the response was determined. The results show that the intensity of the whole field is within 1~2% of the linear property. The increase in the intensity of the light is accompanied by the increase in the intensity of the light. The light is accompanied by the increase in the intensity of Next, the intensity of electron emission is J-PARC MR40GeV, 0.6 MW, corresponding to the setting of 40 minutes of continuous irradiation, and the stability of the signal in between is observed. The result is that the signal changes within 1%.