位置感度型ガス増幅装置を用いた光検出器の開発

使用位置敏感气体放大器的光电探测器的开发

基本信息

批准号：
18654041
负责人：
関谷洋之
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：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18654041/
关键词：
光検出器ガス検出器光電面

项目摘要

今年度は、昨年度に引き続きフッ化マグネシウム窓にCsI光電面を蒸着した透過型光電面を用いた光検出器の性能評価を行った。ガス増幅部に関しては、昨年度の経験からガスの劣化を招かず、フレームに取り付けやすくするため、あらかじめ穴の開いたGEMを開発し導入した。増幅率は200000倍を達成し、昨年度よりさらに10倍にすることができた。これにより原理的に一光電子を検出可能な光検出器が実現した。長期安定性に関しては、エキシマランプを用い、真空紫外光を光電面に照射し、プラズマ放電の周波数と一致した出力を記録することで、一年間光電面が劣化することなく、光検出器として動作することを確認した。そして、光検出器としての評価を行うための真空紫外光光源としてNdをドープしたフッ化ランタン(Nd:LaF3)結晶シンチレーターに着目し、まず光源としての性能を評価した。この結晶は光量は少ないものの、中心発光波長173nmのシンチレーション光を出すことが分かっていた。既存の真空紫外光に感度がある光電子増倍管を用い、Nd:LaF3にアメリシウム241からの5.5MeVのα線を照射した際の光量を求めたところ、1MeV(ガンマ線相当)あたり100光子の発光をであり、光検出器評価用としては最適な微弱真空紫外光源となることを確認した。そして、実際にこの光源を開発した光検出器にとりつけ、シンチレーション光を測定した。3光電子程度のピークを検出することに成功し、実際に一光電子をとらえる能力のあることを示した。透過型CsI光電面の量子効率が2%であることも確認し、当初の設計通りの光検出器として完成した。今後の研究は反射型光電面導入による量子効率の向上を中心にすすめていく方針である。また、より発光量の多い結晶と組み合わせたX線イメージング検出器としての応用の可能性があり、東北大、京都大のグループと共同研究を行っていくこととなった。

今年，与上一个财政年度一样，我们使用沉积在氟化镁窗口上的CSI光电探测器的传输光电探测器评估了光电探测器的性能。至于气体放大部分，我们开发并引入了一个带有孔的宝石，以防止气体恶化并更容易连接到框架上。放大率是200,000次，甚至比去年高10倍。这导致了一个可以原则上检测到一个光电子的光电探测器。关于长期稳定性，可以证实，光电探测器可以作为光电探测器作为光电探测器作战，而无需光电探测器降解一年，通过使用振动灯来记录与血浆放电频率相匹配的光电探测器上的光电探测器通过光电探测器上的光电探测器进行辐射。然后，专注于氟氟化物（ND：LAF3）晶体闪烁体，用ND掺杂，作为真空紫外线源作为光电探测器评估，首先评估了其作为光源的性能。尽管该晶体几乎没有光，但众所周知，它会发出闪烁光，中央发射波长为173 nm。使用对现有真空紫外线敏感的光电层管，ND：LAF3在Americaim 241的5.5 MEV Alpha射线辐射时获得的光量已被照射，并且已经证实，在MEV上发出的100个光子（对γ射线等效），使其成为最佳的弱型较弱的灯泡，以实现最佳效果。然后，将此光源安装在开发它以测量闪烁光的光电探测器上。它已经成功地检测了大约三个光电子的峰值，这表明它具有实际捕获一个光电子的能力。它还证实了透射率CSI光电表面的量子效率为2％，并且光电探测器按照最初设计完成。未来的研究将通过引入反射性光电表面来提高量子效率。此外，它有可能将其用作X射线成像探测器，并结合晶体发光量更高，该公司决定与Tohoku University和Kyoto University组进行联合研究。