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2021 年度 実績報告書

新蛍光素材を用いた高B/CなK0稀崩壊実験次期計画用VETO検出器の基礎開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K03881
研究機関山形大学

研究代表者

吉田 浩司  山形大学, 学士課程基盤教育機構, 教授 (80241727)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード粒子線検出器 / シンチレーター / 波長変換ファイバー
研究実績の概要

国内外の従来品よりも応答が速いと思われるWave Length Shifter材料の3候補についてUVSOR放射光を用いて蛍光寿命測定等の物性実験をおこなった。シングルバンチ運転下のUVSOR BL3B及びBL7Bからの紫外光を励起光源とし、時間相関単一光子計数法により試料の蛍光寿命を決定した。測定した時間スペクトルから解析して得られた蛍光寿命は、いずれのサンプルについても1.5ns未満であり、汎用のプラスチックシンチレーターと同程度の高速なものであった。この結果は、より高計数率な環境下で動作し得る高速応答で大型(長尺)なサンドイッチカロリメーターの実現に向けて、大いに好ましいものであるといえる。
次に、サンドイッチカロリメーターの集光系・読み出し系として、これら高速応答のWLS Fiberが、適しているか否かをテストしていくために、プラスティックシンチレーターと組み合わせたファイバーの減衰長や発光量を測定・評価するための暗箱やテストベンチを新たに製作し、放射線源を用いた精密な測定実験の開始に向けて整備をおこなった。将来的には、その測定結果をもとにカロリメーターの実証機を製作し、加速器ビームを用いて、発光量、エネルギー分解能、時間応答などを評価していきたいと考えている。
リサイクル材料活用の試みという点では、今年度はPET板を発光体としてサンドイッチカロリーメーターを作成し、宇宙線によるベンチテストをおこなった。PET板は一般のホームセンターで市販されている品質のもの(200x200xx5mm)を厚さ2mmの鉛板と交互に積層し20層のサンドイッチを構成した。PET板からの光はアクリルライトガイドで集光し、6本の光電子増倍管で読み出した。板の透明度が劣ることから十分な光量は得られなかったものの、プラスティックシンチレーターに遜色ない時間応答性能を得ることができた。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] サンドイッチ型カロリメーターへの応用をめざした放射光を使った短寿命波長変換シンチレーターの蛍光寿命測定2022

    • 著者名/発表者名
      新館航平
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会

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公開日: 2022-12-28  

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