高性能ガスチェンバーの研究開発

• 研究課題/領域番号: 63540232
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 核・宇宙線・素粒子
• 研究機関: 高エネルギー物理学研究所
• 研究代表者: 宇野 彰二 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (70183019)
• 研究分担者: 田内 利明 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (20154726) ; 小林 誠 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (90186768) ; 榎本 良治 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (80183755)
• 研究期間 (年度): 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1988年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: ドリフトチェンバー / 高電圧 / 高圧力 / セラミック / 高位置分解能 / ガスチェンバー

研究概要

1.テストチンバー、前段増幅器等の製作
ガスを使用したドリフドチェンバーとして、非常によい位置分解能を得るためには、拡散係数の小さいガスを使用し、圧力も上げる必要がある。しかも、近接した2本の飛跡をできるだけ分離するためには、ドリフト電場をきれいに整形すると同時に、その部分をガス増幅をする部分に対して大きくする必要がある。上記のような条件を満たすためには、狭い範囲に高電圧をかける必要があるが、今回、絶縁性にすぐれた機械加工のできるセラミックをエンドプレートとして使用することによって目標を達成した。テストチェンバーは、最大ドリフト距離3cmで、測定用ワイヤーが20本あるものを製作した。それぞれのワイヤーは、セラミックに精度よくあけられた小さな穴を通すことによって、決められた位置に張ることができている。また、チェンバーの性能を充分に生かすために、前置増幅器は立ち上がりが3nsecという速いもので、さらに準正規分布型パルス整形回路を考案して、雑音を小さくすると共にパルスの立ち下がりを短くすることによって、近接した信号にも応答できるものを製作した。
2.ビームテスト
数度にわたって、2GeVのπビームを使用して、チェンバーの性能試験を行った。チェンバーガスはCO_2/C_4H_0=92/8を使用し、3気圧でテストした。結果は、3mにわたる全領域で50μm以下の位置分解能を得ることに成行した。しかも、ドリフト距離依存性も拡散係数から予想されるものと一致する結果が得られた。このことによって、このようなチェンバーに基本的な問題がないことが確立された。また、このテスト通して、チェンバーガスの純粋度は重要であり、流量も性能を維持する上で大切であることがわかった。