メッシュ構造タングステン電極を用いた放射線検出器の開発

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24654075
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 田中 秀治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80311124)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 放射線検出器

Outline of Annual Research Achievements

25年度までの入手可能なメッシュでは電極の間隔が狭いためにアノード表面におけるガス増幅を可能にする表面電場を得ることができないことは電場計算および試作によって確認していた。そのため研究計画での代替案であるアノード面とカソード面間で増幅させる手法で動作確認を行った。26年度にはガス増幅に最適なワイヤー径30umで約0.9mm間隔にワイヤーを並べた構造のものを製品として仕入れることが可能となったためこれを用い試作試験を行った。この電極の平面におけるワイヤーの占有率は約10％程度でありメッシュは平織。これをアノード電極としてアノード・カソードギャップ5㎜の検出器の試作を行い、宇宙線を用いてシンチレータと同期する信号によって動作を確認した。しかしながらガス増幅を契機にアノード電極の振動と思われる事象が確認された。これについては複数回試作を行ったがアノード電極のテンションによって振動を多少抑えることはできたがこの影響は完全には抑えることはできなかった。
本研究での目的は安価に電極を製作でき、現在研究が進んでいるMPGDに匹敵するガス検出器を試作・試験することにあった。今回使用した電極は10cm角で約1万円程度で入手できたので安価に製造するという点は満たしている。また連続放電などの負荷試験を行ったがアノード電極の破断などはなく、カソード電極の変質（おそらくカーボンの堆積）が先に発生した。このためガス増幅に用いる電極として耐放電性においてはこの電極は優位にあると思われる。しかしながら振動の影響を研究期間中には解決できなかったため今後このメッシュをFR４板に設置し振動の影響が出ない構造でカソードに印加される鏡像電荷信号による読み出しでの試作を計画している。