1991 Fiscal Year Annual Research Report
クォ-ク・グル-オン・プラズマ研究のための高速高分解能電磁カロリメ-タ開発
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03452021
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
延与 秀人 京都大学, 理学部, 助手 (30213606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 憲一 京都大学, 理学部, 助教授 (70025493)
政池 明 京都大学, 理学部, 教授 (40022587)
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| Keywords | 電磁カロリメ-タ / PbF_2(フッ化なまり) |
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| Research Abstract |
種々の検討の後、小片の製作は中止し、カロリメ-タ‐ブロックの大きさとして20ラディエ-ション長を目標にすることにした。これは、10GeV以上の高エネルギ-ガンマ線に対しての分解能を追及するためと、大型結晶製作の困難を早目に知るためである。これに基づきPureCsl,38mm ^★38mm ^★400mmとPbF2,20mm ^★20mm ^★150mmの製作を依頼した。現在PureCslは完成しておりPbF2の完成を待っている。PureCslは9本試作したが、堀場製作所はじめての40cm長だったため、一部光の遅い成分が残ってしまう結晶ができてしまった。再試作を依頼しているが、今後の課題の一つとなっている。PbF2の結晶自体の成長はうまくいっているが、最大のポイントである切削研磨の過程を今後に控えている。
過去の文献を見ると、PbF2はよいもので250nm、悪いもので350nmの光まで透過する実例がある。光電子増倍管の量子効率の波長依存性、窓材質等を検討し、透過率の目標を250nmのcutoffに置くことにした。チェレンコフ光は短波長側で光量が急激に増加するので、UVガラスもしくは石英窓をもちいた光電子増倍管を用いれば、よくつかわれているleadーGlass,SF6(cutoff=400nm)にくらべ3倍以上の光量が期待できる。問題点としては、石英窓をつかっても、PbF2との屈折率整合性が悪いことが残っている(石英,n=1.5;PbF2,n=1.8)。
以上の方針に基づき、結晶と光電子増倍管の接続方法等を調べてきた。本年度購入した分光計を用い、よく用いられるシリコンゴムなどの透過率を調べた。PbF2の性能を十分に引きだすためには接着方法をふくめ、屈折率の整合性を紫外領域で取ってやる必要性があることがわかってきた。
平行してphoto‐diode利用の可能性も調べている。photoーdiodeは光電子増倍管に比べて量子効率が長波長側まで延びているが、短波長側では表皮効果等により効率が下がる。このためチェレンコフ光の波長分布の恩恵を受けにくい。したがって低エネルギ-ガンマ線(数GeV以下)に対しては、結局diodeからのノイズが分解能を決めてしまう。今のところphoto‐diodeに対しては、コンパクトな高エネルギ-ガンマ線用カロリメ-タを狙いとして開発を進めていくつもりである。
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