エンコーディング法を用いた高分解能2次元マルチグリッド型MSGCの開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360469
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 高橋 浩之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70216753)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河原林 順 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80283414) ; 藤田 薫 東京大学, 大学院工学系研究科, 特任助手 (60401147)
• Keywords: MSGC / 比例計数管 / 信号読み出し / エンコーダ / X線検出器 / 中性子検出器 / 位置敏感型放射線検出器

Research Abstract

本年度は、J-PARCへの応用をめざし、有感面積の更なる大型化を行い、アノードを挟んだ両側のカソードでグローバル・ローカルによる位置検出を行う大型のGLG検出器の開発に取り組み、次のような成果が得られた。8本のアノードをもつ30cm長の長尺型プレート、および4本のアノードをもつ64cm長の長尺型プレートの開発を行い、最長64cmという世界でも最も長いMSGCとしての動作を確認した。本プレートでは、平成17年度までに得られたグローバル・ローカル読み出し法の変形版として、カソードのパターン密度を幾何学的に変化させる手法を考案した。一本のアノードをはさむカソードはアノードの両側にあるが、一方のカソードではパターン密度を連続的に変化させ、もう一方のカソードでは電荷が生成したグローバル位置を決定できるようにステップ状に変化させることとした。これら2段階に分割した電荷により得られる情報を組み合わせて、実際に入射した放射線の位置を決定する。アルゴンとメタンの混合ガスを用いて本プレートを動作させ、放射光を用いた実験において2段の電荷分割を行う手法について実証し、従来の手法に比較して同じS/N比であっても極めて高い位置分解能が得られることを示した。また、本プレートを圧力容器にマウントし、He-3ガスとCF4ガスの高圧混合ガス中で動作させ、JRR-3においてコリメートした中性子ビームを照射する実験を行った結果、1.3mm FWHMの位置分解能が得られた。これらの成果は7th International Conference on Position-Sensitive Detectorsおよび2005 IEEE Nuclear Science Symposiumなどの国際会議、国内会議にて報告した。