傾斜電極型電離箱による高エネルギー重イオンの粒子識別

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14540284
• Research Institution: Nagasaki Institute of Applied Science
• Principal Investigator: 木村 喜久雄 長崎総合科学大学, 工学部, 教授 (60108636)
• Keywords: 気体電離箱 / 不安定核ビーム / 原子番号識別 / RIビームファクトリー / 重イオン

Research Abstract

傾斜電極型電離箱の性能テストを理化学研究所のリングサイクロトロンを用いて行った。^<56>Fe(原子番号26)ビームの核破砕片による粒子識別分解能の測定では以前に理研の研究予算で作った電離箱と本研究予算で新たに作った電離箱とを直結し、ガス層の厚さによって分解能がどう変化するかを主に調べた。その結果、粒子識別分解能はガス層の厚さの平方根にほぼ逆比例することが解った。これは理想的な電離箱に対して期待される特性である。但し、ガス層を無限に厚くした極限では分解能は0にはならず、ある有限なオフセット値に収束する傾向が得られた。このオフセット値は検出粒子の原子番号Zが増えるに従って増加する傾向があり、Zが25程度までは極めて良い分解能を持つが、オフセット値の漸増開講を外挿していくとZが50を超すような重いイオンに対しては十分な分解能が得られなくなる可能性があることが解った。この原因としてはオフセット値の振る舞いから電離箱に用いている電極膜の影響が考えられるので、重いイオンに対しての分解能の向上を目指すには電極膜を薄くする必要があると思われる。
計数率に対しての分解能の変化を^<40>Arビームの核破砕片を用いて調べた。この実験ではAr-CH_4混合ガスとAr-CF_4混合ガスを用いその特性の違いを調べた。その結果Ar-CH_4ガスでは計数率が300kcps以下での分解能は極めて良いがそれを超すと急速に分解能が低下していくことが解った。一方、Ar-CF_4ガスでは測定で調べた最大の計数率である1Mcpsまで分解能はほとんど変化しないという結果が得られた。この違いはAr-CF_4ガスの方がAr-CH_4ガスに比べ電子の流動速度が大きいことによるものと考えられる。このように高計数率特性に関しては本研究の目的を十分達成することが出来た。

Research Products

• [Publications] Y.Yamaguchi, K.Kimuraその他: "Development of Ion Chamber"RIKEN Accelerator Progress Report. 36. 161-162 (2003)
• [Publications] K.Sugawara, K.Kimuraその他: "Performance study of the big ion chamber"RIKEN Accelerator Progress Report. 37(発表予定). (2004)