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ヘリウム/キセノン混合ガスのシンチレーション機構を解明する上で重要な、発光の時間波形、発光量を詳細に調べた。これらのデータは、ヘリウム/キセノン混合ガスを放射線検出器媒体として利用し、検出器開発を行う上でも重要な要素である。また、放射線エネルギーの検出器媒体への吸収過程を理解するために、放射線による電離収量も同時に測定した。
ヘリウム/キセノン混合ガスの全圧とキセノン分圧を変えてシンチレーション波形・発光量を測定した。測定には放射線源として^<241>Amを用い、5.49MeVα粒子による発光を測定した。測定には発光波長110nmから350nmに感度を持つ光電子増倍管用いた。全圧は1.0MPaと0.657MPa、キセノン分圧は10^3Paから10^5Paの範囲で測定を行った。
シンチレーション波形測定の結果、以下のようなことを明らかにした。シンチレーションの立ち上がり時間は4nsec.以下であり、タイミング信号として優れている。測定した光の減衰は、ヘリウムの励起2原子分子の発光寿命(10usec.)より早い。光の減衰には幾つかの成分が存在し、キセノン分圧に依存する成分、依存しない成分がある。発光波形はキセノン分圧のみならず、全圧にも依存する。
発光量測定では以下のようなことを明らかにした。キセノンへ分配されるエネルギー以上に発光量が大きい。発光波形と併せて考察するとヘリウムからキセノンへのエネルギー移行が起きている。キセノン分圧を増加させていくと発光量は増加していき、1%のキセノン濃度比で純キセノン1気圧と同程度の発光量となる。
以上の検出器媒体としての特性に基づき、ヘリウム/キセノン混合ガス・マルチアノード光電子、増倍管・VMEモジュールからなる2次元位置検出器を開発中である。
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