2004 Fiscal Year Annual Research Report
高レート計数能力をもつ高抵抗電極版チェンバーの開発
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15540246
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山口 晃 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60004470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 均 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (00333782)
長嶺 忠 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30212111)
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| Keywords | RPC / SF6ガス / 高レートガス / ストリーマモード / アバランシェモード |
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| Research Abstract |
高抵抗電極版チェンバー(Resistive Plate Chamber : RPC)は荷電粒子検出器として,国内ではKEK-BファクトリーにおけるBELLE実験でK^O_Lとミュー粒子の検出器として初めて実用化された。このRPCはガラスで製作され、ガス混合はアルゴン(30%),ブタン(8%),フレオン134a(62%)を標準としている。ストリーマモードで動作させ、多くの利点があるが、0.3Hz/cm^2程度以上の頻度の荷電粒子を検出する効率は90%を下回る。BELLE実験ではルミノシティーの増加に伴い、エンドキャップの外層RPCにはビームトンネルからの中性子によって生じるバックグランドが〜1Hz/cm^2となりRPCの効率は〜60%となる。これを改善するのが本研究目的である。種々のガス混合においてRPCの検出効率とシングルカウント(Hz/cm^2)の相関を測定,すなわち^<60>Coを用いてバックグランドを変化させ、宇宙線の検出効率を測定した。検出効率η,シングルカウントfとの関係はη=1-τ・fで表されることが解った。ここで,τは有効不感時間(s・cm^2)である。τが小さいほど検出効率はバックグランドに影響されない。標準ガスではτ=0.47(s・cm^2)であったが、ガス探索の結果、アルゴン(50%),ブタン(8%),フレオン134a(37%),6フッ化硫黄(5%)のガス混合でτ=0.15(s・cm^2)となり3倍の改善があった。電圧の降下の分を補うように電圧を上げるとτ=0.05(s・cm^2)となり、10倍の改善となる。これはバックグランドが〜1Hz/cm^2で検出効率は〜95%となる改善である。この結果は日本物理学会(2004年9月),IEEE2004国際会議(2004年10月)で発表された。
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