| 研究概要 |
本研究の目的は,液体アルゴン重イオンカロリメータの試験機を製作して,その性能の評価を行うことである。そのために,重イオンの入射から信号の取得までを可能な限りの全ての過程を考慮したシミュレーションを行い,それぞれの過程のカロリメータの性能,特に核種弁別能への影響を明らかにした。さらに核種弁別に最適な大きさ,形状の試験機を設計・製作した。
シミュレーションは,重イオンの入射から信号取得までの物理過程を考慮したプログラムを開発し,実際に計算を行った。最終的に考慮した主な過程は,重イオンのエネルギー損失とその揺らぎ,液体アルゴン原子の電離及び励起,電子・イオン対の再結合,シンチレーション光の発生と消光(クエンチング),添加分子の光電離,電子の移動,不純物への電子付着,電極への誘起電荷等である。その結果,特に重イオンのエネルギー損失の揺らぎが従来の実験結果とシミュレーションで違いがあることが明らかになった。そこで試験機ではこの点に重点をおいて設計を進めた。カロリメータ容器は直径16cm(有効直径8cm),長さ40cmの横長の円筒形とし,これを断熱用の真空層が取り囲む構造とした。円筒の片端には重イオン入射用の薄い窓を取り付けた。カロリメータの電極としては,最終的には薄いG10(ガラスエポキシ樹脂)板に銅箔を張ったものを電気的に絶縁しながらタワー状に組み上げたもの考えているが,今回はまず試験的に厚めの金属板を数枚並べて幾何学的精度を上げた構造にした。さらに散乱の影響を調べるために,粒子の通過位置を測定できるように電極の一部をストリップ方式による位置有感型とした。電極間隔は5mmとした。
今後,試験機の動作テストを経て,ビーム実験を行い,シミュレーションの結果と比較を行う予定である。
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