Bファフトリ-端冠部電磁カロリメーターの開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06044218
• 研究機関: 高エネルギー物理学研究所
• 研究代表者: 福島 正己 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助教授 (30241227)
• 研究分担者: ALEX Bondar ブドカ原子核研究所, 上級研究員 ; 金行 健治 東京工業大学, 理学部・物理, 助手 (30224629) ; 祝 玉燦 北京高能物理所, 第1部門, 教授 ; 渡辺 靖志 東京工業大学, 理学部・物理, 教授 (40126199) ; 谷森 達 東京工業大学, 理学部・物理, 助教授 (10179856) ; 林井 久樹 奈良女子大学, 理学部・物理, 助手 (50180980) ; 野口 誠文 奈良女子大学, 理学部・物理, 教授 (90093559) ; 藤原 昇 奈良女子大学, 理学部・物理, 教授 (40027058) ; 田中 真伸 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (00222117) ; 佐藤 伸明 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (10202095) ; 李 武鉉 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (20280505) ; 佐川 宏行 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助手 (80178590) ; 池田 博一 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助教授 (10132680) ; 玉井 邦雄 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 助教授 (60125606) ; 高崎 史彦 高エネルギー物理学研究所, 物理研究部, 教授 (70011749)
• キーワード: 電磁カロリメーター / 無機シンチレーター / ヨウ化セシウム / 高分解能カロリメーター

研究概要

平成7年初めにBELLEの端冠部粒子識別装置としてアエロジェルチェレンコフ検出器を使用することが決定が下された為、本年度は端冠部カロリメーターの材質としてバレル部分と同様のタリウム活性化ヨウ化セシウム(CsI(Tl))を使用する方向で研究開発を行なった。まず平成7年6月に、KEKの陽子シンクロトロンでロシア製CsI(Tl)結晶9本、中国製CsI(Tl)結晶1本を用いて電子およびパイ中間子に対する性能試験を行った。結果として、エネルギー1GeVでロシア製=2.0%、中国製=2.3%のエネルギー分解能を得た。これはモンテカルロ模擬実験から期待される理想的な分解能1.8%に近く、Bファクトリーの端冠部カロリメーターとして使用するのに充分な性能である。ロシア製と中国製の間に見られる微小な違いについては、電磁シャワーの中心軸から直角の方向におけるタリウムのド-ピング量(従って発光量)の不均一度によるものと推測され、現在これを検証しようと努力している。次いで、平成7年11月から3か月間BINPにおいてコンプトン反跳光子を用いたビーム試験を行なった。このビーム試験では上の実験で測定できなかった20MeVから500MeVの低エネルギー光子にたいするエネルギーと位置の分解能を測定する。現在予備的な解析から100MeVで3.8%のエネルギー分解能が得られている。結晶成長技術にかんしては、(1)原料を高い温度でプリベ-キングすること、また(2)成長中に大気中の酸素との接触を断つこと、が結晶の発光量や透明度、また放射線耐性の改善に大きな効果があることが判明し、ロシア・中国とも、この方向で開発を進めることになった。

研究成果

• [文献書誌] H.Sagawa: "The BELLE Calorimeter" Proceedings of the 1994 Beijing Calorimeter Symposium,Beijing.China 25-27 Oct 1994. (1994)
• [文献書誌] K.Tamai: "Electromagnetic Calorimeter for KEK B-Factory Detector" Proceedings of the Iuternational Conference on Iuorganic Sciutillafors and their Applications.Delft,The Nether lands.Aug 28-Sep.l.1995. (1995)
• [文献書誌] Y.Ohshima et al.: "Beam Test of CsI (Tl) Calorimeter for the BELLE Detector" submitted to Nucl.Iust.and Methods.(1995)
• [文献書誌] A.Ochi et al.: "Study of Large Area Avalanche Photodiode as a Fast Photon or a soft Xray Dectector" submitted to Nucl.Iust.and Methods.(1995)