2021 Fiscal Year Annual Research Report
新蛍光素材を用いた高Ｂ／ＣなＫ０稀崩壊実験次期計画用ＶＥＴＯ検出器の基礎開発
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19K03881
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
吉田 浩司 山形大学, 学士課程基盤教育機構, 教授 (80241727)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 粒子線検出器 / シンチレーター / 波長変換ファイバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
国内外の従来品よりも応答が速いと思われるWave Length Shifter材料の3候補についてUVSOR放射光を用いて蛍光寿命測定等の物性実験をおこなった。シングルバンチ運転下のUVSOR BL3B及びBL7Bからの紫外光を励起光源とし、時間相関単一光子計数法により試料の蛍光寿命を決定した。測定した時間スペクトルから解析して得られた蛍光寿命は、いずれのサンプルについても1.5ns未満であり、汎用のプラスチックシンチレーターと同程度の高速なものであった。この結果は、より高計数率な環境下で動作し得る高速応答で大型（長尺）なサンドイッチカロリメーターの実現に向けて、大いに好ましいものであるといえる。
次に、サンドイッチカロリメーターの集光系・読み出し系として、これら高速応答のWLS Fiberが、適しているか否かをテストしていくために、プラスティックシンチレーターと組み合わせたファイバーの減衰長や発光量を測定・評価するための暗箱やテストベンチを新たに製作し、放射線源を用いた精密な測定実験の開始に向けて整備をおこなった。将来的には、その測定結果をもとにカロリメーターの実証機を製作し、加速器ビームを用いて、発光量、エネルギー分解能、時間応答などを評価していきたいと考えている。
リサイクル材料活用の試みという点では、今年度はPET板を発光体としてサンドイッチカロリーメーターを作成し、宇宙線によるベンチテストをおこなった。PET板は一般のホームセンターで市販されている品質のもの（200x200xx5mm）を厚さ2mmの鉛板と交互に積層し20層のサンドイッチを構成した。PET板からの光はアクリルライトガイドで集光し、6本の光電子増倍管で読み出した。板の透明度が劣ることから十分な光量は得られなかったものの、プラスティックシンチレーターに遜色ない時間応答性能を得ることができた。
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