2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a 3D total absorption calorimeter using energy spliting method
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20K03988
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小寺 克茂 大阪大学, 大学院理学研究科, 招へい研究員 (60448074)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | カロリメータ / シンチレーションファイバー / 入射角測定 / 角度分解能 / エネルギー分解能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
提案した方法は，全読み出しの積層結晶カロリメータ(各結晶は50x50mm^2断面積x長さ25放射長)に対して，横方向からシンチレーションファイバを差し込み，結晶をさらに仮想的にエネルギー分割して，実分割以上の細分化カロリメータを作るというアイデアであった．しかし，シンチレーションファイバーで吸収できるエネルギー量が小さく，細分化による位置分解能を十分には出せないことがわかった．そこで，カロリメータに差し込む予定であったシンチレーションファイバーを敷き詰めて，カロリメータの前方に6層のファイバートラッカーとして作り，入射粒子の入射角を精密に測る方法を検討した．カロリメータの細分化のためにカロリメータ内で使う計画であったファイバをそのまま（ただしこの場合は隙間なく）カロリメータの全面に配置し，同様の目的（入射光子の入射角を精密に測るカロリメータ）を目指した．
本年度はこのシンチレーションファイバ (0.5 x 0.5 mm^2 断面積) を x 方向 64 本, y方向 64 本ならべて，32 x 32 mm^2 の検出面積を持つプロトタイプを作成し，東北大学電子光理学研究センター(ELPH)の光子ビームと，高エネルギー加速器研究機構の電子ビームを照射してその基本性能を確かめた．
また，ファイバーで結晶中のエネルギーを詳細に読み取る代わりに，結晶カロリメータの側面に微小光子検出器（MPPC)を数十 mm ごとに貼り付け，結晶に入ってくる粒子の角度を測定する手法も検討し，１結晶(60 x 60 mm^2 x 300 mm )の側面に MPPC 16 個を貼り付けたプロトタイプを作成した．このプロトタイプは ELPH の電子ビームを入射角を変えて照射し，入射粒子イベントごとに各 MPPC で検出される光子の位置的構造を観測した．現在データ解析を進めている．
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