| 研究課題/領域番号 |
09640367
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・核・宇宙線
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
高松 邦夫 宮崎大学, 工学部, 教授 (40013370)
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| 研究分担者 |
稲葉 進 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (10013434)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | 電磁シャワーカロリメーター / PWO / フロントエンドエレクトロニクス / フルカスタムQACIC / QAC / ADC回路 / GAMS国際共同研究 / 放射線耐性 |
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| 研究概要 |
高エネルギー物理学研究にあって電磁シャワーカロリメーターは基本的な測定系を形成する。高性能の達成は研究にとって極めて重要な課題である。最近の研究においては、エネルギー分解能と共に高統計精度即ち高速化が要請されている。更に耐放射線性が重要な課題になっている。我々には早くからGAMS国際共同研究において鉛ガラス放射体に変わる重結晶シンチレーター・タングステン酸鉛P_bWO_4(PWO)の開発を進めてきた。2000年以降に始まるCERNにおけるLHC実験・COMPASS実験はPWOの使用を予定している。実験の要請からPWOの信号を処理するフロントエンドエレクトロニクス(ADC回路)には高い直線性(0.1%以下、10ビット以上)と共に高速性(変換時間、3μs以下)が要請される。加えて信号源のチャネル数は10000を超える。このような要請に応えるADC回路は市販品に存在しない。又世界の研究機関にあっても未開発の現状である。我々は実験の要請に応え、今回科研費の援助を得、ADC回路の開発を行った。
高速性に対応するためADC回路としてQAC(荷電-電圧変換)・ADC(電圧-デジタル変換)方式を作用し、ハリス社のUHF-1フルカスタム バイポーラ プロセスによるフルカスタムICの設計・試作を行った。この技術によるICは放射線耐性の高いことが知られている。コンピューター解析による設計にもとづき、SdM社(オランダ)に発注し、得られた30個の試作品(QAC100 SdM QAC IC)について試験の結果、次の性能を実証した。
直線性±0.1%(10ビット)以上、フルスケール1200pC、
変換時間2μs以下、消費電力140mW。
これらの性能は当初の要請を大幅に上廻る成果をみせている。本研究によるQAC100 SdM QAC ICの性能は世界初の高性能を示し、2000年以降の高エネルギー物理学研究における電磁シャワーカロリメーターに用いるADCの標準の一つになるものと思われる。
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