研究課題
本研究の具体的目標は、ハドロン粒子識別用の測定器の開発と運用である。中規模程度のチャンネル数をもつ測定器系を作製し運用することであるが、基礎的な動作試験のため、SPring-8のビームや宇宙線を用いての動作確認を先行して行った。幅50cm高さ100cm程度の大きさを16チャンネルで読み出す、MPRC型(多層抵抗板式チェンバー型)のハドロン粒子識別用の、高時間分解能を持つ飛行時間測定器の運用を進めた。読み出し回路には、閾値設定用の小型回路を新規に導入し、時刻測定回路には、タップドディレイ方式と呼ばれるデジタル化処理方式を用いた回路(HUL-HRTDC回路と呼ばれる)を用いた。数ナノ秒程度という、非常に短い時間幅を持つアナログ信号を扱うため、信号伝送系の配線には信号減衰の少ない方法を採用した。信号 増幅用ガスの配管を整備するとともに、各電源配線での電圧降下量を考慮した、制御電圧の設定を行った。J-PARCにおける高運動量ハドロンビームを用いた運用を行い、現場でのノイズ環境の低減を更に図った。加速器の新設ビームラインのビーム調整や電子対崩壊事象のデータ収集と並行して行われた、MRPC型飛行時間測定器の運用であったため、検出器へのアクセスが非常に限られた環境でのデータ収集であったが、ノイズ源の逐一の選別を進めながら運用を行った。具体的には、飛行時間測定器の増幅電圧設定システムやデータ収集系を、電子対崩壊事象データ収集系と独立モジュール化させて、ノイズ干渉が無いトリガーシステムを駆動させる運用を行った。また、改良型のMRPC型3号機を設計製作し、信号増幅用絶縁部材の昇温機構の新規導入や増幅用ガスチェンバー(R134a(四フッ化エタン, C2F4H2)+六フッ化硫黄(SF6)を充填)の小型モジュール化を行うことにより、製作手順の標準化と簡素化を行い、機器操作性を格段に向上させた。
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