レンズ型シンチレータアレイを用いたイメージングカウンタの開発

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15540296
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 上原 貞治 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (70176626)
• Keywords: ガンマ線 / シンチレーションカウンタ / イメージング / レンズ / 光電子増倍管 / 電子加速器 / 衝突型加速器 / ルミノシティ

Research Abstract

(1)レンズ型シンチレータアレイに用いるシンチレータの形状の基本設計を行った。光路追跡シミュレーションソフトウェア(GUIDE7)を使って、基本的な形状を決定した。その形状は、直径10mmの円筒形を基本としており、途中に光路を絞るためのくびれ部がある。そして、一端は凸レンズ状になっている。くびれ部分から放射状にレンチレーション光が出るように設計し、これをレンズによって平行光とするものである。
(2)くびれ部の直径が3mmのものと2mmのものを2本づつ製作した。材質は、試験的にプラスチックシンチレータEJ-200を採用した。紫外光を当てて発生した光の像を見ると、2mmのものの平行度が3mmのものよりも有意に優れていることが確認された。
(3)フラットパネル型光電子増倍管とレンズ型シンチレータを同じ暗箱内に約100mm離して配置し、シンチレータに紫外線を当てて、光電子増倍管からの信号をオシロスコープにより観察した。これにより、光電子増倍管の動作が確認できた。
(4)並行して、KEKB加速器の衝突点から輻射バーバー散乱によって発生される高エネルギー光子をルミノシティカウンタ(設置済み)を用いて観察し、ビームテストの条件を探った。しかしながら、2003年夏に行われたKEKB加速器のビームパイプの変更により、想定していた測定箇所では十分な信号強度が得られない可能性のあることがわかった。
(5)KEKB加速器の他の場所で十分な信号強度が得られないか調査するべく、小型のチェレンコフカウンタを製作した。そして、宇宙線および陽子加速器からのパイ中間子ビームにより動作を確認した。現在、これを設置する方法について検討中である。