ドリフト電場を動的に制御する新しい積分型ドリフト検出器の基礎研究

动态控制漂移电场的新型积分式漂移探测器的基础研究

基本信息

批准号：
16656288
负责人：
中沢正治
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、比例計数管内部の空間電場を制御し、実際に空間中に電子を蓄積し読み出すシステムを構築し、本手法の有効性について検討した。まず、電子を蓄積し、移動させるために必要なドリフト電場についての詳細な計算を3次元電場計算コードELFINを用いて実施した。この結果空間電場を用いて電子を閉じ込めることは十分可能であると考えられる。次に、昨年度に購入したプログラマブル電源と、メッシュ電極により生成した、電荷蓄積、ドリフト電場制御電極、ならびに放射線入射位置読み出し用電子回路からなる評価システムを構築した。しかし、本システム内にα線源を導入し、電荷蓄積の後、読み出しを行うという方式で位置検出を試みたものの、有意な位置情報を得るには至らなかった。この原因としてはドリフト電場の制御には電子拡散を抑えるために、高電圧を用いる必要があり、このドリフト電場の変化に伴う電荷注入が信号レベルに比べて支配的になったためと考えられる。そこで、比例計数管で一旦電荷を増幅した後に電荷積分を行うようにアプローチを変え、新たな方法を考案した。本手法では、マイクロストリップガス検出器による増幅部分と、そこに隣接した電荷積分用のパッドからなり、このパッドと読み出し回路であるカソード部分には信号読み出し用の光導電性抵抗体が配置された構造とする。一定時間電荷蓄積を行った後、この光導電性抵抗体に光スポットを照射することで、照射した位置を読み出すことができる。また、本原理における電荷積分型の比例計数管の特性について放射光実験を行ったところ、従来の比例計数管の限界を超える10^10cps/mm^2程度まで動作することが分かり、新たなX線画像検出器として有望な手法であるということが示された。

今年，我们构建了一个控制比例计数器内空间电场的系统，实际上将电子积聚并读取到太空中，并检查了该方法的有效性。首先，使用3D电场计算代码Elfin进行了积累和移动电子所需的漂移电场的详细计算。结果，认为使用空间电场限制电子足够。接下来，构建了一个评估系统，由去年购买的可编程电源组成，网格电极和一个用于读取辐射事件位置的电子电路，该位置是生成的。但是，尽管将α射线源引入了系统，并且在电荷积累后，试图执行读数的位置检测，但是该系统无法获得重要的位置信息。这被认为是因为必须使用高电压来控制漂移电场以抑制电子扩散，并且与信号水平相比，由于漂移电场的变化而引起的电荷注入已经占主导地位。因此，一旦使用比例计数器扩增电荷后，我们更改了进行电荷集成的方法，并设计了一种新方法。在这种方法中，结构由使用微带气体检测器和与之相邻的电荷整合的放大的一部分组成，然后在垫子和阴极部分上排列了用于信号读数的光导电阻，这是一个读取电路。在一定时间段内的电荷积累后，光电体电阻被轻点照射，以便可以读出受照射的位置。此外，当对该原理进行电荷积分型比例计数器的特征进行同步辐射实验时，发现它们可以运行到约10^10cps/mm^2，超过了常规比例计数器的极限，这表明这是一种有希望的方法，是一种新的X型X射线图像探测器。