SPring-8での核子のヘリシティ依存光吸収断面積測定用ガンマ線検出器の開発

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18540249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 加藤 静吾 山形大学, 理学部, 教授 (70013422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 浩司 山形大学, 学術情報基盤センター, 助教授 (80241727) ; 田島 靖久 山形大学, 学術情報基盤センター, 助手 (50311577)
• Keywords: GDH和則 / ヘリシティ依存断面積 / 光電子増倍管 / ガンマ線検出器

Research Abstract

GDH和則の検証には、ヘリシティ依存断面積のデータをエネルギーの関数として、蓄積する必要がある。このための実験がSPring-8で計画されている。本研究の目的は、SPring-8での実験で使用される大角度ガンマ線検出器を製作するためのR＆Dを行い、実験に必要な検出器を製作することである。このガンマ線検出器は強い漏れ磁場の環境で動作させるため、光電子増倍管(PMT)を漏れ磁場から守らなければならない。そのために、検出効率を損なわない光読み出しを工夫する。2006年度には、波長変換ファイバーによる光収集テストと(2)プロトタイプの製作と性能試験を実施した。強い磁場の下で動作が可能なファインメッシュ型ダイノードを持つPMTを2種類購入し、LED光源を用いて、単一光子事象に対しても動作することを確認し、最終的に1インチのPMTに決定した。また、それらのPMTを用いて、ガンマ線検出器の1層分のプロトタイプとして、長さ1m、5mm厚のプラスチックシンチレータに溝を刻み、波長変換ファイバーを埋め込み、PMTで光を読み出すタイプの粒子検出器を製作した。これに対して、宇宙線ミューオンを使って、トリガーを組み、獲得光電子数の測定を行い、1MeVのエネルギーロスに対して2以上の光電子が得られることを確認した。また、ミューオンを入射する位置を変化させ、獲得光電子数の変化を調べたり、PMTのノイズレートの測定をおこなった。これにより、最終的なガンマ線検出器の構成が決まり、来年度からの大量生産の基礎データが得られた。