多層式セル構造放射線検出器の開発研究

多层细胞结构辐射探测器的研发

• 批准号: 19654040
• 负责人: 田中 秀治
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19654040/
• 关键词: 粒子測定技術; 放射線検出器; 粒子測定技術; 放射線検出器

前年度までの素材選定試験、加工試験によりラミネート素材としてはPETを用い、ラミネータで使用する接着剤をホットメルト式で多層化したセル構造を作成した。セルを形成するメッシュは16.5mech/inch及び31.8mesh/inchのPET素材を2:1の割合で使用し、電極には40μmの銅箔を使用した。またセル内部にはAr+CH4(90:10)混合ガスを用い高電圧を2kV印加した。このような状態でシンチレータとコインシデンスする信号を観測し、基本性能を確認した、主な測定項目としては、パルスの電荷量分布、時間分解能、長期安定性試験などである。β線源による出力電荷は約20pC程度でガスゲインとしては10万以上が達成していると考えられ、反応時間分布においては20ns以内に83%のイベントが観測された。安定動作試験では100時間連続動作時において連続放電による過電流およびチャージアップによる動作不安定状態は発生せず、PET素材による放射線測定器の使用可能性を示した。これはPETの比誘電率が3程度と大きいために電極間のメッシュの隙間での電場を局所的に高めることが可能になり、結果的にガス増幅による電子雲の発達を局所的に抑えることが可能になったためと考える。これらの結果は既存のマイクロパターンガスデテクターに比べ優位なガス増幅率、反応時間特性があると結論つけることができる。生産コストとしては約10cm^2で千円以内を達成した。このようなことから今回の研究目的となるメッシュとフィルムによるセル構造を利用した放射線検出器の可能性を示したと考える。これらの結果は日本物理学会において報告した。今後さらなる課題としては位置分解能、大面積化による影響の試験などが挙げられる。

通过材料的选择和加工测试，直到上一年，我们创建了一个细胞结构，其中PET用作层压材料，并将层压板中使用的粘合剂制成热熔体型多层细胞结构。形成细胞的网格由16.5机械/英寸和31.8英寸/英寸宠物材料以2：1的比例制成，并将40μm铜箔用于电极。此外，使用AR+CH4（90:10）混合气体将高压2KV施加到电池。观察到主要的测量项目是通过观察闪烁体在该状态下确认基本性能的，例如脉冲的电荷量分布，时间分辨率和长期稳定性测试。 β射线源的输出电荷约为20％，人们认为实现了100,000多个气体增益，在反应时间分布中，在20NS内观察到了83％的事件。在稳定的操作测试中，在连续操作过程中产生了100小时的连续放电或不稳定的操作引起的过电流，这表明使用了使用宠物材料制成的辐射测量仪器的可能性。这被认为是因为PET的相对介电常数在大约3时很大，因此可以局部增加电极之间缝隙中的电场，因此，可以局部抑制由气体扩增引起的电子云的发展。这些结果可以得出结论，与现有的Micropatern气体探测器相比，气体扩增速率和反应时间特征具有优势。生产成本约为10厘米^2，达到1,000日元。这表明目前的研究表明，使用网状和膜制成的细胞结构的辐射探测器的可能性，这是本研究的目的。这些结果在日本物理学会报道。将来的进一步问题包括位置解决方案和测试增加该地区的影响。