Higgs粒子検出のための高放射線耐性を持つ飛跡検出器の研究開発

用于希格斯粒子探测的高抗辐射径迹探测器的研发

• 批准号: 13740161
• 负责人: 山本 和弘
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740161/
• 关键词: ダイヤモンド検出器; 単結晶ダイヤモンド

平成14年度は13年度に試作した放射線検出用ダイヤモンド検出器の性能評価を行った.検出器は3.5mm×3.5mm×400μmのチップ状の単結晶型ダイヤモンドで,両面は電荷読み出しのためにTi-Pt-Auによるメタライズ処理が施されている.この両面に高電圧を加えた状態で,電荷を持つ放射線がこれを通過したときに生じる電子とホールを読み出すことで荷電放射線の信号が得られる.この検出器を組み込んだ回路系を製作し,検出器の性能を調べる実験を行った.先ずダイヤモンド試料に対して耐電圧試験を行った結果,試料の両面間の電圧が2500Vから3000Vに達した辺りで放電することが分かった.ダイヤモンドは10^<16>Ωcmの抵抗率を持っており,非常に高電圧を加えても殆ど電流は流れない筈であるが,今回の放電は再現性が認められたので,試料に微量に含まれる不純物等が種になって放電している可能性がある.これより上限を2500Vと設定し,ダイヤモンド検出器に加える電圧を変えながらβ線(^<90>Sr/^<90>Y,2.238MeV)を照射したときに得られる電気信号を,増幅器を通してパーソナルコンピュータに取り込んだ.さらに,プラスチックシンチレータと光電子増倍管を用いてダイヤモンド検出器を通り抜けたβ線を測定し,ダイヤモンド検出器との同時計測を行うことで,ダイヤモンド検出器の測定効率を調べた.その結果,先ず印加電圧を1000Vにした時点で,β線のダイヤモンド検出器の通過に伴う電気パルスが発生することの確認に成功した.その後徐々にダイヤモンド検出器への印加電圧を上げていき,2000Vの段階でノイズを10%許容する条件でβ線の信号を66%の効率で捉えることができ,2500Vでは74%の効率を得ることが出来た.今後はより質のよいダイヤモンドの製作により測定効率の向上を図ることが必要であるが,今回の試験によりダイヤモンドがHiggs粒子等の崩壊による放射線の飛跡検出器として十分使用できることが確かめられた.

In the 14th and 13th years of the Heisei fiscal year, a に test was conducted to evaluate the performance of the <s:1> た radiation 検 output using ダ ヤモ ヤモ ヤモ ド検 ド検 output equipment 価を. 検 extractor は 3.5 mm x 3.5 mm x 400 microns の チ ッ プ shape の 単 crystalline ダ イ ヤ モ ン ド で, struck surface charge 読 は み out し の た め に Ti - Pt - Au に よ る メ タ ラ イ ズ 処 Richard が shi さ れ て い る. こ の struck surface に high electric 圧 を plus え で た state, charge を hold つ radiation が こ れ を through し た と き に raw じ る electronic と ホ ー ル を 読 み out す こ と の で charged radiation signal が very ら れ る. こ の 検 extractor を group み 込 ん だ loop system を し, 検 extractor の performance を べ る be 験 を line っ た. First ず ダ イ ヤ モ ン ド sample に し seaborne て 圧 withstand voltage test line を っ た result, sample の struck between の electric 圧 が 2500 v か ら 3000 v に し た 辺 り discharge で す る こ と が points か っ た. ダ イ ヤ モ ン ド は 10 ^ < 16 > Ω cm の resistance を hold っ て お り, very high electricity 圧 に を plus え て も perilous ど electric current to flow は れ な い Kuo で あ る が , today back to の discharge は reproducibility が め ら れ た の で, sample contains trace に に ま れ る impurity content of が kinds of に な っ て discharge し て い る possibility が あ る. こ れ よ り ceiling を 2500 v と setting し ダ イ ヤ モ ン ド 検 extractor に plus え る electric 圧 を - え な が ら beta line (^ < 90 > Sr / ^ < 90 > Y, 2.238 MeV) を exposure し た と き に have ら れ を 気 る electricity signal, rights of apparatus を tong し て パ ー ソ ナ ル コ ン ピ ュ ー タ に take り 込 ん だ. さ ら に, プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ と photoelectron raised times tube を with い て ダ イ ヤ モ ン ド 検 extractor を tong り sorting け た beta line を し, ダ イ ヤ モ ン ド 検 extractor と の simultaneously measuring line を う こ と で, ダ イ ヤ モ ン ド 検 extractor の determination of working rate を adjustable べ た. そ の results, first ず Inca electric 圧 を 1000 v に し た point で, beta line の ダ イ ヤ モ ン ド 検 extractor の by に う electric 気 パ ル ス が 発 raw す る こ と の confirmed に successful し た. そ の after xu 々 に ダ イ ヤ モ ン ド 検 extractor へ の Inca electric 圧 を on げ て い き, 2000 v の Duan Jie で ノ イ ズ を 10% allowable す る conditions で beta line の signal を 66% の で catch unseen rate え る こ と が で き, 2500 v で は 74% の sharper rate を must る こ と が た. Future は よ り qualitative の よ い ダ イ ヤ モ ン ド の making に よ の り determination of working rate upward を 図 る こ と が necessary で あ る が, today back to の test に よ り ダ イ ヤ モ ン ド が Higgs particle etc. の collapse 壊 に よ る radiation の flying trace 検 extractor と し て very use で き る こ と が か indeed め ら れ た.

项目成果

A.Ichikawa et al.: "Study of Double-Strangeness Nuclei with Hybrid-Emulsion Method (KEK-PS E373)"Nuclear Physics A. 691. 246c-249c (2001)

A.Ichikawa 等：“用混合乳液法研究双奇异核 (KEK-PS E373)”核物理 A. 691. 246c-249c (2001)

J.K.Ahn et al.: "Production of <ΛΛ>^^^4 Hypernuclei"Physical Review Letters. 87. 132504-1-132504-5 (2001)

J.K.Ahn 等人：“<ΛΛ>^^^4 超核的产生”物理评论快报 87。132504-1-132504-5 (2001)

H.Takahashi et al.: "Observation of a <ΛΛ>^^^6 He Double Hypernucleus"Physical Review Letters. 87. 212502-1-212502-5 (2001)

H. Takahashi 等人：“<ΛΛ>^^^6 He 双超核的观察”物理评论快报 87。212502-1-212502-5 (2001)

J.Tojo, K.Yamamoto他35名: "Measurement of Analyzing Power for Proton-Carbon Elastic Scattering in the Coulomb-Nuclear Interference Region with a 22-GeV/c Polarized Proton Beam"Physical Review Letters. 89. 052302-1-052302-4 (2002)

J.Tojo、K.Yamamoto 和其他 35 人：“使用 22-GeV/c 偏振质子束测量库仑-核干扰区域中质子-碳弹性散射的分析能力”物理评论快报 89。052302-1-。 052302-4 (2002)

J.Tojo et al.: "Measurement of the analyzing power for proton-carbon elastic scattering in the CNI region with a 22 GeV/c polarized proton beam"AIP Conference Proceedings. 570. 790-794 (2001)

J.Tojo 等人：“使用 22 GeV/c 偏振质子束测量 CNI 区域中质子-碳弹性散射的分析能力”AIP 会议记录。