人工ダイヤモンドの重イオン粒子に対するエネルギー阻止能の研究

• Project/Area Number: 10740127
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 素粒子・核・宇宙線
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 高島 健 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10298193)
• Project Period (FY): 1998 – 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1999: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1998: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 放射線検出器 / エネルギー損失 / 人工ダイヤモンド / 阻止能

Research Abstract

本年度は、昨年得られた加速器実験によるエネルギー損失のデータが理論計算値より約10%大きくなる原因を探るとともに、粒子弁別法の一つである△ExE法による粒子弁別の可能性について検証を行った。
I.エネルギー損失の絶対値を決定するために、α線源によるキャリブレーションを行う。
エネルギー損失の誤差の原因が、測定系にあるのか理論計算の方法にあるのかをはっきりさせるために、テストパルスとキャリブレーターで絶対エネルギーを決めていた昨年の方法をやめ、加速器実験のビームラインに真空チェンバーを持ち込み、前置増幅器の入力段へα線源による出力信号を入力する事によって、エネルギーの絶対値を決定した。その結果、昨年に得られたデータ結果とは異なり、Fe、Si、Arの各ビームに対するエネルギー損失の理論値と実験値の誤差は約1%と非常によい一致を示した。この結果は、昨年のデータについては測定系のエネルギー絶対値を決定する際に問題があった事を示唆しており、エネルギー損失の理論計算には問題がないことがわかった。よって、Ahlenの式が人工ダイヤモンドにも適用できる事を示すことができた。
II.放射線検出器として粒子弁別に対する性能評価を行う。
人工ダイヤモンドは可視光に感じないことや熱伝導がいいことより、△E検出器として使用される事が期待される。本研究では、△E検出器として300μmの人工ダイヤモンド検出器を使用し、後段にはSi(Li)によるカロリメータを配置して全エネルギーを測定した。その結果、Feのフラグメントビームにて分解能が約0.4Charge Unitの性能を示し、元素弁別が可能である結果を示す事ができた。
本研究結果によって、人工ダイヤモンド検出器は粒子弁別用検出器として用いる事が可能である事を示す事ができた。今後は、分解能向上のためにさらなる改良を目指す。