純粋CsI結晶を使った速い信号の読出しによる電磁カロリメーターの研究

纯CsI晶体快速信号读出电磁热量计的研究

• 批准号: 12014217
• 负责人: 佐川 宏行
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12014217/
• 关键词: CsI; 電磁カロリメーター

KEKBファクトリーのBelle実験ではCsI(Tl)結晶の電磁カロリメーターを使っている。luminosityの増加と共にbeam backgroundのpileup noiseの影響も増加している。現在2x10^<33>cm^<-2>s^<-1>のluminosityで、既にエンドキャップ部ではpileup noiseが支配的で、バレル部でも電気ノイズと同程度である。CsI(Tl)結晶のシンチレーション光は1μsecの主要崩壊成分と共にいくつかのより長い崩壊成分をもつ。simulationによると、1)波形整形の修正でpileup noiseが2割程度減少し、2)最適のfilteringで半分程度減少し、3)pole-zero cancellationを使うことにより3割程度減少する。4)多重photodiode読出しでの計算結果はNIM論文で報告されている。しかし、将来の高いluminosityでは十分ではないことが予想される。純粋CsI結晶の場合、5)崩壊成分が約30nsであることが確認され、これにより、pileup noiseが約6分の1になることが予想される。波形を測定することにより更に3割減らすことができる。6)phototetrodeのphotocathodeから1MeVあたり約120個のphotoelectronを観測できた。これは、Belleで使用している15kGの磁場の中においてanodeからの約1200個のelectronに対応する。30nsecの波形整形を使って約1MeVと等価な電気ノイズが得られた。7)simulationにより、現状のCsI(Tl)結晶及び読出し回路を使用した場合、エンドキャップ部のpileup noiseは、design luminosity(10^<34>cm^<-2>sec^<-1>)まで行くと3MeV、更にその10倍高くなると10MeVまで増加することが予想される。これと比較して、純粋CsI結晶をphototetrodeで読み出した場合の電気ノイズ1MeVは十分に小さい。以上の結果より、将来純粋CsI結晶が性能上使用できる可能性が高い。結晶の製作及び包装の方法、読出し回路及び高電圧の調整による、光量及びノイズの更なる向上が次の課題である。

The KEKB is responsible for the failure of the Belle thermal transmission CsI (Tl). The total number of luminosity messages is beam background, pileup noise, and so on. Now 2x10 ^ & lt;33> cm^ & lt;-2> s ^ & lt;-1> the luminosity, both the pileup noise and the consumer electronics are on the same level. CsI (Tl) results show that the main components of 1 μ SEC are high temperature, high temperature, high temperature and high temperature. 1) Waveform shaping correction "pileup noise" 2 "less cut", 2) most "filtering" half-split "less", 3) pole-zero cancellation "make" less cut "3". 4) the calculation results of multiple photodiode output data. The results of the NIM report show that there are significant differences. In the future, I would like to know if you want to luminosity me. The results show that the composition of the CsI is close, 5) the composition of the disintegration is about 6%, the composition of the 30ns is about 6%, the temperature of the pileup noise is about 6%, and the composition of the collapse is about 6%. The waveform is measured to make sure that it is more accurate. 6) there are about 120 phototetrode

项目成果

K.Tamai: "Responses of the multi-photodicde readout"Nucl.Instrum.Meth.A. 455. 625-637 (2000)

K.Tamai：“多光电探测器读数的响应”Nucl.Instrum.Meth.A。