100万トン陽子崩壊・ニュートリノ観測用装置に使用する光センサーの開発研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13554006
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塩澤 真人 東京大学, 宇宙線研究所, 助手 (70272523)
• 研究分担者: 鈴木 厚人 東北大学, 理学研究科, 教授 (00100818) ; 中村 健蔵 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (10011735) ; 伊藤 好孝 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (50272521) ; 久嶋 浩之 浜松ホトニクス(株), 電子管事業本部, 専任部員(研究職) ; 西川 公一郎 京都大学, 理学研究科, 教授 (60198439)
• キーワード: 大型光電子増倍管 / HPD / 陽子崩壊 / ニュートリノ

研究概要

本年度は、ダイオードを内臓したHPD(Hybrid Photo Detector)の大型化に向けた次のステップとして13インチのHPDの試作、試験、改良研究を行った。また同時に、信号読み出しのための電子回路の開発を行った。
いくつかの問題点が見つかったが、それに対する解決方法を明らかにした。以下にまとめる。
1.高電圧(25キロボルト)印加できず放電してしまう。->光電面を製造中にセラミック絶縁体を加熱し、耐電圧を向上させる。
2.ADの短時間での劣化がおきる。->新たに5mmφのADを開発した。寿命は改善したようである。
3.有効面積が小さい(240mm)->ADの位置と光電面の曲率を最適化することにより、300mmまで改善できることがわかった。
4.HPDの構造全体の最適化->部品の効率化、フランジの強度改善、光電面の曲率の最適化案を作成した。
以上の開発により、致命的な技術的困難はなく、大型HPDの優れた基本特性と製作可能性が確かめられたと考える。今後の課題としては、生産性の向上のためのHPDと電子回路の最適なデザイン検討と開発がある。また、コスト低減のために、さらなる大型化の可能性の追求も必要である。