高頻度中性子環境下における比例計数型ガス検出器の安定動作に関する研究

高频中子环境下比例计数式气体探测器稳定运行研究

基本信息

批准号：
16740145
负责人：
越智敦彦
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740145/
关键词：
粒子線検出器 MWPC 素粒子実験中性子ガス検出器 ATLAS TGC 劣化試験

项目摘要

本年度は、5月と8月の2回にわたり、日本原子力研究機構FNSにおける大強度中性子ビームラインにおけるビームタイムを、合計2週間得ることができた。これにより、主に以下の二つのテーマに大別される検出器の試験を行うことができ、高頻度中性子環境化におけるワイヤー型検出器の挙動について、理解を深めることができた。1.2.5MeV中性子源を用いた検出器の特性テスト重水素ターゲットに対して重水素ビームを衝突させることにより得られる2.5MeVの単色中性子を用いて、薄型の比例計数型ガス検出器の特性調査を行った。昨年度は、三重水素ターゲットを用いることにより14MeVの単色中性子を用いたが、本年度行った試験によって、MeV領域での検出器の挙動に対するエネルギー依存性を知ることができる。測定項目は、中性子による信号の発生確率、放電確率、及び信号電荷の分布である。このうち信号の発生確率については、昨年度行った14MeV中性子の場合と比較し1/5程度の値である0.02%程度の値が得られた。本研究では、入射中性子と検出器の相互作用について計算機シミュレーションも行っており、2.5MeVの中性子に比べて、14MeVの場合の方が、検出器構造体による反跳原子核が5倍程度出やすいという結果を得ており、これはこの実験結果とも良い一致を見せている。2.ATLAS実験用大型TGCを用いた信号の測定比例係数型の検出器の特徴の一つとして、大型化しやすいということが挙げられるが、本研究においては、LHC実験におけるATLAS検出器で実際に用いられるものと同じタイプの検出器(Thin Gap Chamber)を用いて、信号測定を行った。この測定においては、確実に中性子由来の信号を捉えるために、中性子ビームをパルス状に出し、飛行時間測定法による信号測定時間の制限をかけた。この結果、中性子由来の大きな信号を受けた場合、多くの場合信号線間や、検出器間のクロストークが観測され、本検出器をATLAS実験で用いる際の問題点や、改善すべき点を提示することができた。なお、本研究の成果については、物理学会年会/分科会で適宜報告しており(本年度は4件)、投稿論文についても現在作成中である

今年，在日本原子能研究所FNS的高强度中子束线上，5月和8月的两次会议能够在高强度中子束线上总共获得两周的光束时间。这使我们能够测试探测器，该检测器可以将其广泛分为两个主要主题，并且我们能够加深对高频中子环境中线型检测器行为的理解。使用1.2.5 MEV中子源的检测器的特征，使用与氘靶的氘束相撞获得的2.5 MEV单色中子进行了对薄比例计数气体检测器的特征研究。去年，使用Tritium靶标使用了14个MEV单色中子，但是今年进行的测试使我们能够了解MEV地区检测器行为的能量依赖性。测量项目是由于中子，放电的概率和信号电荷的分布而产生信号的概率。其中，产生信号的概率约为0.02％，与去年执行的14mev中子相比，该值的值约为该值的1/5。在这项研究中，我们还对入射中子和检测器之间的相互作用进行了计算机模拟，发现在14 MeV的情况下，检测器结构产生的后退核的可能性是2.5 MeV中子的五倍，这与实验结果非常吻合。 2。使用大型TGC进行地图集实验测量信号，比例系数型检测器的特征之一是它们很容易扩大。在这项研究中，使用与LHC实验中ATLAS检测器中实际使用的类型的检测器进行了信号测量。在此测量中，为了可靠地捕获从中子衍生的信号，中子束以脉冲形式排放，并且信号测量时间受飞行时间测量的限制。结果，当接收到中子的大信号时，经常观察到信号线和检测器之间的串扰，并且在Atlas实验和点中使用该检测器时，可能会出现问题。这项研究的结果已在适当的物理协会年会/小组委员会（今年4个项目）上报告，目前正在准备提交。