中高エネルギー中性ビームラインのための汎用広面積n/γモニタ検出器の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19540259
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 吉田 浩司 Yamagata University, 学術情報基盤センター, 准教授 (80241727)
• Keywords: サンドイッチ型検出器 / K_L^0ビームライン / γ線に対する応答 / 中性子線に対する応答 / WLS Fiber / n / γ分離

Research Abstract

本研究の目的は、KEK-PS E391aの実験装置、特にBarrel counterと呼ばれる鉛/シンチレーター=サンドイッチ型検出器の建設で培ったノウハウを生かし、J-PARCにおける、K_LOビームラインの建設や、その他、中高エネルギーの中性粒子ビームラインで使用できる、汎用のn/γモニタ検出器を開発することである。本年度は以下の項目について取り組んだ。
1、ベースデザイン
シミュレーションの基礎となる検出器のべースデザインをまとめた。将来への拡張性を見込み、基本ジオメトリはE391a実験のビームライン建設に使用されたCerberus検出器と同じとすることにした。
2.計算機シミュレーションによる最適化研究
主にGEANT4を用いて、γ線や中性子に対する応答を調べながら検出器構成の最適解を探っていった。(1)サンドイッチ構造、(2)粒子線に対する検出器の応答(γ線に対する応答特性、中性子線に対する応答特性)、(3)位置測定性能(最適なファイバー配置、最適なモジュール化と積層)、(4)n/γ分離効率の最適化、以上の4項目については、γ線応答についての既知データと整合性の取れたシミュレーション結果が得られた。(5)WLS Fiberのヒット分布と粒子の入射位置・角度との相関の関数化については、さらに計算量を蓄積する必要がある。(6)検出器の時間応答性能については、現物のシンチレーターのベンチテストとの比較検討が残されている。