次世代エンドキャップカロリメーター用・フッ化セリウムの開発研究

• Project/Area Number: 10140227
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 稲垣 隆雄 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (60044757)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福島 正己 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (30241227) ; 吉村 喜男 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (50013397)
• Project Period (FY): 1998
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1998)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 1998: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 無機シンチレーター / 電磁カロリメーター / 光学結晶

Research Abstract

フッ化セリウム(CeF3)結晶は、高密度(比重6.16)で、高速の蛍光発光をする結晶で、燐光発光がない。しかも耐放射線性も優れているので、高密度で粒子が到来し、高い計数率が予想される実験でのカロリメーターとして最適な無機物蛍光結晶である。BELLEシステムの中でも、将来ルミノシティの増加によって特に高計数になる可能性があるエンドキャップカロリメーターの次世代候補として、最適の物質の一つである。
これまで、世界的にも切望されてきたが、高エネルギー粒子の測定に必要な大型でかつ透明なCeF3結晶の成長は容易ではなく、再現よく製作できなかった。私達は、長年の研究によって、透明で大型のCeF3結晶を製作する技術を確立する事が出来た。今年度はその技術を元に、30cm長さで9本組(2モリエル半径の断面を持つ)のカロリメーターを製作することが目標であったが、その間、結晶成長という面でも技術を磨き、結晶成長の再現性を飛躍的に向上させることが出来た。そして、これまで測定されていなかったCeF3結晶の熱的機械的性質等を新たに測定し、製法技術と共に、論文としてまとめ、欧文誌に投稿(研究所のプレプリントとしては、KEK-Preprint 98-191で公表されている。)している。
現在、若干遅れている結晶作りを急ぎ、今科学研究費の目標である9本組カロリメーターを作り上げ、ビームを使ったテストを中心とする実物大モジュールの系統的な性能試験を、出来るだけ早期に行いたいと考えている。