ゲルマニウム検出器用高速デジタル波形処理システムの開発

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26800152
• 研究機関: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 細見 健二 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, バックエンド研究開発部門 核燃料サイクル工学研究所 放射線管理部, 技術員 (40710380)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ゲルマニウム半導体検出器 / 波形読み出し

研究実績の概要

本研究は、ゲルマニウム(Ge)半導体検出器の新しい信号読み出し方式として、高速デジタル波形処理技術の開発を目的としている。その主な応用先は、J-PARCハドロン実験施設にて行われる大強度中間子ビームを利用したハイパー核のガンマ線分光実験を想定している。
開発した波形読み出しシステムにてGe検出器の波形データを取得し性能をテストした結果、信号処理能力は向上するものの、エネルギー分解能はGe検出器本来の性能よりも劣化することが分かった。しかし、Ge検出器プリアンプ側の出力ゲインを高く調整することで、波形読み出しによるエネルギー分解能が改善することが確かめられた。また、Ge検出器のエネルギー校正システムとしてLSO結晶を用いたLSOパルサー、その他データ収集装置に必要なFPGA回路の開発を行った。
これらの成果は、J-PARC用のガンマ線分光装置Hyperball-J、エックス線分光装置Hyperball-Xに応用されている。

研究成果

• [雑誌論文] First Determination of the Level Structure of an sd-Shell Hypernucleus, 19-Lambda-F (2018)
  • 著者名/発表者名: S. B. Yang, J. K. Ahn, Y. Akazawa, K. Aoki, N. Chiga, H. Ekawa, P. Evtoukhovitch, A. Feliciello, M. Fujita, S. Hasegawa, S. Hayakawa, T. Hayakawa, R. Honda, K. Hosomi, S. H. Hwang, N. Ichige, Y. Ichikawa, M. Ikeda, K. Imai, S. Ishimoto, et al.
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 120 ページ: 132505
  • DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.132505
  • 査読あり / 国際共著