Ｊ－ＰＡＲＣの高計数率環境下で動作する３次元飛跡検出器の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24740179
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 白鳥 昂太郎 大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (70610294)
• Keywords: マイクロパターンガス検出器 / Micro Pixel Chamber / μ-PIC / Time projection chamber

Research Abstract

J-PARCでは大強度の中間子ビームを用いた様々な実験が計画されている。大強度ビームによる実験を行うために従来のワイヤーを用いる検出器よりも高計数率環境下で動作する検出器が必要である。本研究ではマイクロパターンガス検出器を使用し、J-PARCにおける大強度ビームを用いた実験を遂行可能とする測定技術として、Micro Pixel Chamber(μ-PIC)を用いた高計数率環境下で動作する3次元飛跡検出器(TPC)を開発する。
研究期間内では検出器のμ-PIC本体と真空容器、TPCのドリフトゲージをデザインし、仕様を決めた。μ-PIC本体に対してその上部に信号増幅部分に用いる2段のGEMを設置する。ガスはP10を用い適切な電圧を印可することで、信号の増幅量として10の4乗以上のゲインが得られると期待される結果が得られた。読み出しボードやVMEメモリのテストのため、プラスチックシンチレーティングタイミングカウンターを用い、宇宙線による信号の読み出しを行った。宇宙線の通過事象があったタイミングから約10マイクロ秒後に電離作用によって発生した電子がμ-PICに届き、信号が得られている事を確認した。ビームテストによって高計数率環境下での放電耐性や飛跡検出等のテストを行うことはできなかったが、各種テストにより目標とする性能の達成を期待させる結果が得られた。