大型シンチレータの位置分解能向上を目指した反射材とファイバ片側読み出し手法の研究

Research Project

Project/Area Number	17K05463
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Research Field	Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research Institution	Yamagata University
Principal Investigator	田島靖久山形大学, 学士課程基盤教育機構, 准教授 (50311577)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000) Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	粒子測定技術 / 原子核物理学実験 / 検出器 / カロリメータ / 素粒子実験 / 放射線 / 粒子線
Outline of Annual Research Achievements	平成30年度は平成29年度に開発したプラスチックシンチレータの獲得光量測定システムの改良をまず行った。セシウム線源の電子を使った測定システムは単一エネルギーをもつ電子を使った測定のためエネルギー分解能はよいが、γ線との同時測定のため測定系が複雑になり、結果を出すためにはオフラインでの解析が必須となるという欠点があった。そこで、ルテニウム線源からのエネルギーの高い(最大エネルギー3.54, 3.03, 2.41MeV)β線を用いた簡易測定システムを構築した。このシステムでは使用できるプラスチックシンチレータの厚みに限界があるが測定も簡易でオフラインの解析なしでも使用することができる利点がある。反射材にテフロン、アルミホイルを使用したプラスチックシンチレータで簡易測定システムの検証を行い、相対的な光量の比較には十分使えることが確認できた。新しい反射材の調査は平成29年度より引き続きおこなっており、複数の候補を選ぶことができたが、きれいな反射面を作成するための適切な塗料の量や塗布・乾燥方法等の試行錯誤をおこなって最適解を探しているところである。また、収光効率を上げるために、現在使用されている波長変換ファイバーやプラスチックシンチレータの発光波長、減衰時間の測定もおこなった。これまで測定してきたランプ光源を用いた分光器を使った発光波長だけでなく、放射光（分子科学研究所UVSOR)を用いた発光波長・減衰時間測定の試験を新たにおこない、十分な測定結果が出せることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 平成29年度は予定していた錯体ナノ銀粒子で十分な性能を出すことができず他の素材の探索がありその素材を利用するための塗布・乾燥条件の試行錯誤に時間をとられてしまったため、研究に多少の遅れが生じているところである。しかし、この問題も解決済みのため遅れは想定の範囲内であり、平成31年度は研究の遅れは取り戻せると見込んでいる。
Strategy for Future Research Activity	新しく入手した反射素材を使ってプラスチックシンチレータおよび波長変換ファイバー読み出しでの獲得光量の測定を、平成29, 30年度に開発した測定システムを用いておこなう。また並行して各種光検出器（光電子増倍管、半導体光検出器等）におけるファイバー読み出しにおける収光効率を上げるための集光装置の検討をおこない評価する。最終的には加速器施設においてビームを用いた測定をおこなう予定である。