Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

本研究は、多層の微細加工技術を十分に活用し、検出器中での信号のエンコーディングを行うという、これまでにない全く新しい原理に基づいた位置情報の読み取り方式を導入することで、エレクトロニクスの規模を1桁以下にまで抑え、従来実現の困難であった大面積・高速・高位置分解能な2次元位置敏感型ガス比例計数管を開発しようとするものである。比例計数管は計数ガスを選択することでX線、中性子、紫外光、ガンマ線など多くの放射線測定に用いられるので、その応用範囲は、原子力、医療、物性科学にいたるまでの多岐にわたるが、本研究では特にJ-PARC計画において必要とされている中性子スペクトロメータに用いることを目的に、高い一様性を生かし、計数ガスとしてHe-3を用いた高分解能2次元位置敏感型中性子検出器として、マイクロストリップガス比例計数管を微細加工技術により製作し、アノードを平面上に400μmピッチで配置した超高速・高位置分解能の検出器の実現を目指した。2次元中性子位置検出器として十分な応用が考えられる100m皿角の検出器について、グローバルローカル法による信号読み出しを行い、X線による試験を行った結果、600umの位置分解能が得られ、動作原理が実証された。また中性子検出器としてもガス増幅度10程度で動作させることができ、立ち上がり時間として400ns程度の値が得られた。これらの結果により高速・高分解能2次元検出器が実現できるものと考えられる。また、更なる大面積MSGCの実現へ向けたグローバル・ローカル読み出し法の変形版として、カソードのパターン密度を幾何学的に変化させ、電荷分割を2段階に実施する方式のプレートを用いて実験を進め、アノードを2本持つ640mm長の長尺型のプレートを用いて、0.5気圧のHe-3ガスと2気圧のCF_4ガスの混合ガス中で動作させ、中性子ビームを用いて検出器の特性測定実験を詳細に行った結果、検出器の有感領域全体で良好に動作していることが確認された。また、有感領域全体における位置分解能の実測値としては2mm前後の値であるが、CF_4のガス圧を更に高めて動作させることにより、位置分解能としてより高い値が期待できるものと考えられ、本方式による中性子計測技術の高度化が期待される。

【研究分担者】
河原林順	名古屋大学	大学院工学研究科	助教授	(Kakenデータベース)
藤田薫	東京大学	大学院工学系研究科	特任助手	(Kakenデータベース)
雨宮邦昭	東京大学	大学院工学系研究科	助手	(Kakenデータベース)