2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of large arer gamma-ray detectors with position resolution of 0.1mm
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16H03969
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
河合 秀幸 千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (60214590)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | γ線測定器 / 高位置分解能 / 薄型荷電粒子測定器 / γ線方向測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高エネルギー素粒子実験で用いられている標準的なγ線測定器は例えば5cm×5cm×40cm程度の無機シンチレーターを使用しており、シンチレーター内で発生する電磁シャワーの重心位置を測定しているため、位置分解能は1cm程度でありγ線の進行方向は測定できない。高エネルギーγ線は最初に電子陽電子対生成反応を起こすため、γ線が電子陽電子対に変換した位置を測定できればγ線の入射位置測定精度が大幅に向上する。またほとんどの事象で電子陽電子対の進行方向は入射γ線の進行方向から１度以内なので、複数の電子陽電子対測定器をある程度の間隔で設置すれば入射γ線の進行方向も測定可能となる。
本研究では厚さ0.5～4mmのLa-GPS高速抽出シンチレーターと直径0.2mmの波長変換ファイバーと微小受光素子SiPMを用いた板状測定器を開発した。この測定器は高エネルギー荷電粒子に対しては位置分解能が標準偏差で0.1mm（厚さ0.5mm）から0.5mm（厚さ4mm）であった。電子陽電子対に対する位置分解能は荷電粒子１個の0.7倍となる。このような板状測定器を複数枚並べて全体の厚さを30～60mmにすればγ線の検出効率は90～99％が得られる。さらに、このような板状測定器を例えば10mm間隔で設置すれば電子陽電子対の進行方向を２度ていどの精度で測定できる。このような測定器を既存のγ線用電磁シャワー測定器の上流側に設置すれば、γ線のエネルギー測定精度をほとんど劣化させることなく、位置測定精度を大幅に向上させ、また測定不可能だったγ線進行方向も測定可能となる。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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