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結晶シンチレータのフォトダイオード読み出しによる宇宙線観測システムの開発

利用晶体闪烁体光电二极管读出的宇宙线观测系统的开发

基本信息

批准号：
15740147
负责人：
片寄祐作
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

重粒子ビームを用いたPbWO_4とBGOの特性評価放医研の重粒子線加速器HIMACを利用し、PbWO_4(タングステン酸鉛)、BGO(ゲルマニウム酸ビスマス)に約2GeVから20GeVまでのエネルギー損失が得られる重粒子(Si)を照射し、エネルギー損失と発光量の関係、エネルギー決定精度を測定した。BGOの光量の測定にはフォトダイオード(PD)、PbWO_4にはPDと比較して高いゲインが得られるアバランシェフォトダイオード(APD)を使用した。昨年度の異なる核種を用いた実験結果とあわせて、20GeV程度まの核種の違いによる発光量の依存性が詳しく調べられた。多レンジ読み出しシステムのテスト1本のBGOで約0.5粒子から106粒子までの広いダイナミックレンジで粒子測定を行うための信号読み出しシステムを開発するため、BGOに大きさの異なる複数のPDを取り付け、重粒子ビームを用いた読み出しテストを行い、実証性の確認をした。CERNでの高エネルギー電子、陽子を利用した小型BGOカロリメータの性能評価BGOとPDを用いて約22放射長のカロリメータを製作し、欧州原子核研究所のSPS施設において50GeV、100GeVの陽子、電子を用いた装置評価テストを2003年度に行った。今年度はデータの詳しい解析、モンテカルロシミュレーションとの比較を行い粒子分別能力、エネルギー決定精度を調べた。これまでの研究から、CALET全吸収カロリメータの要素開発はほぼ終了し、実用性が確認された。今後より現実的な宇宙線検出器の開発、テストに着手する予定である。これらの結果は、平成16年度大気球シンポジウム、宇宙シンポジウム等で既に報告し、HIMAC共同利用研究発表会、第60回日本物理学会、2005年度宇宙線国際会議等で報告する予定である。

Evaluation of the characteristics of heavy particle accelerator HIMAC, PbWO_4 and BGO, about 2 GeV and 20GeV. The relationship between the radiation intensity and the loss of heavy particle (Si) and the determination accuracy of heavy particle (Si) was determined. The measurement of BGO's luminous intensity is based on PD, PbWO_4, PD and APD. The dependence of the emission of different nuclides in the past year on the emission of different nuclides at 20GeV is detailed. The BGO has about 0.5 particles and 106 particles. The BGO has about 100 particles. CERN's high-energy electron and positron utilization performance evaluation of small BGO and PD devices with a radiation length of about 22 nm was conducted in 2003 at the European Institute for Nuclear Research's SPS facility. This year, the analysis of the details of the problem, the comparison of the problem, the ability to distinguish particles, and the accuracy of the problem determination are adjusted. This study was carried out to confirm the feasibility of CALET's all-absorption model. The development of the current cosmic ray detector will be started in the future. The results of this research are reported in the previous reports, such as the Heisei 16 Global Survey, the HIMAC Joint Utilization Research Conference, the 60th Japanese Physical Society, and the 2005 Cosmic Ray International Conference.