Si 検出器の不感層厚測定2010/06/29 ・ 30@ タンデム

渡辺・角谷・塩田・加藤上野・柄沢・桶谷・甲田

目次1. 実験目的2. 実験装置・手順3. 実験結果4. 考察

2010 年度 P4 2

目次1. 実験目的2. 実験装置・手順3. 実験結果4. 考察

2010 年度 P4 3

実験目的Si 検出器 (325μm, 500μm) の不感層厚測定

2010 年度 P4 4

有感層不感層

325μm/500μm

目次1. 実験目的2. 実験装置・手順3. 実験結果4. 考察

2010 年度 P4 5

Si 検出器

2010 年度 P4 6

有感層不感層

325μm/500μm

実験装置　不感層厚測定

2010 年度 P4 7

α-Source247Am

スリット45°

Si 検出器500μm/325μm

実験装置　不感層厚測定

2010 年度 P4 8

Target197Au

6Li ビームスリット Si 検出器

500μm/325μm

45°

回路の概略

2010 年度 P4 9

Si detector Preamp Variable attenuator

Pulse generator

Logic fan in fan out

Gate generator

Gate generator

Visual scaler

ADC

Output resister

PC1(toyo) PC2

shape out

gate out

stop

start veto

STROBO

データ収集の方法

2010 年度 P4 10

Si detector Preamp Variable attenuator

Pulse generator

Logic fan in fan out

Gate generator

Gate generator

Visual scaler

ADC

Output resister

PC1(toyo) PC2

shape out

gate out

stop

start veto

STROBO

数値化された情報を集計

データ収集の方法

2010 年度 P4 11

Si detector Preamp Variable attenuator

Pulse generator

Logic fan in fan out

Gate generator

Gate generator

Visual scaler

ADC

Output resister

PC1(toyo) PC2

shape out

gate out

stop

start veto

STROBO

ANAPAW により ch ごとのカウント数をグラフ化

不感層厚測定手順　 500μm

2010 年度 P4 12

Target197Au

6Li ビームスリット Si 検出器　

500μm表裏測定45°

不感層厚測定手順　 325μm

2010 年度 P4 13

Target197Au

6Li ビームスリット Si 検出器

325μm45°

不感層厚測定手順　 325μm

2010 年度 P4 14

Target197Au

6Li ビームスリット Si 検出器

325μm45°

51.5°48.3°

41.7°38.5°

不感層厚測定手順　 325μm

2010 年度 P4 15

Target197Au

6Li ビームスリット Si 検出器　

325μm裏側も測定45°

51.5°48.3°

41.7°38.5°

不感層厚 - 電圧依存性測定手順Si 検出器にかける電圧を変えて不感層厚測

定

2010 年度 P4 16

140 ・ 160 ・ 180 ・200 ・ 220230 ・ 240 ・ 250 ・ 260 ・270VSi detector Preamp

500μm 60MΩ※Preamp での電圧降下を除いた電圧が検出器にかかる⇒250-270V の値で頭打ちになったので、　不感層厚の測定の実験では、 260V で行った

不感層厚計算　 500μm 裏側• 表側の不感層はないと仮定• E-ch 対応をキャリブレ－ション

1. パルサーと線源2. パルサーとビーム3. 線源とビーム

2010 年度 P4 17

1. パルサーと線源• 線源エネルギー　 5.48MeV – 331ch

• 　　 [ch] に対応するエネルギーを計算

2010 年度 P4 18

bxaE

EVbaxV

x

線源の (ch,E) により fitting

パルサーにより fitting

1. パルサーと線源

2010 年度 P4 19

E

x

E

x裏x 表x

bxaE

xaE 不感層で失われたエネルギー

1. パルサーと線源• 検出器の角度を変更し　　　を測定

（ 38.5°41.7°45°48.3°51.5° ）

2010 年度 P4 20

E

Si 不感層厚［ μm ］E ［ MeV ］

Lise++ により換算

2. パルサーとビーム• ビームエネルギー

23.85MeV – 1548ch （ 45° 方向）

1. 同様に 6Li ビームの (ch,E) より不感層厚決定

2010 年度 P4 21

3. 線源とビーム• 線源エネルギー　 5.48MeV – 331ch

• ビームエネルギー23.85MeV – 1548ch （ 45° 方向）

(ch,E) の関係を求め、不感層厚決定2010 年度 P4 22

不感層厚計算　 325μm

• 500μm の 2. 同様にパルサーとビームにより(ch,E) を求めて不感層厚決定

• 検出面が 5 つのセグメントに分かれている

2010 年度 P4 23

目次1. 実験目的2. 実験装置・手順3. 実験結果4. 考察

2010 年度 P4 24

不感層厚　 500μm

2010 年度 P4 25

　 θ alpha=V/E a/alpha Δ(a/

alpha) 表 ch 裏 ch数

裏と表の ch差

E 差［ MeV ］

Δ(E 差 ) ［ MeV ］ 不感層の厚さ

[um](i) パルサーと線源 38.5 1.255E-

011.680E-

021.119E-

04 1548 1397.9 150.1 2.505 1.669E-02 16.1

　 41.7　 　 　 　 1393.2 154.8 2.596 1.729E-02 16.6

　 45　 　 　 　 1398 150 2.519 1.678E-02 16.1

　 48.3　 　 　 　 1394.4 153.6 2.576 1.716E-02 16.5

　 51.5　 　 　 　 1393.9 154.1 2.572 1.713E-02 16.5

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　(ii) パルサーとビーム 38.5 1.364E-

011.546E-

022.177E-

05 1548 1397.9 150.1 2.305 3.246E-03 14.8

　 41.7　 　 　 　 1393.2 154.8 2.389 3.364E-03 15.3

　 45　 　 　 　 1398 150 2.318 3.265E-03 14.9

　 48.3　 　 　 　 1394.4 153.6 2.370 3.338E-03 15.2

　 51.5　 　 　 　 1393.9 154.1 2.367 3.333E-03 15.2

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　(iii) ビームと線源 38.5　 1.510E-

020.000E+0

0 1548 1397.9 150.1 2.252 0.000E+00 14.5

　 41.7　 　 　 　 1393.2 154.8 2.333 0.000E+00 15.0

　 45　 　 　 　 1398 150 2.265 0.000E+00 14.6

　 48.3　 　 　 　 1394.4 153.6 2.315 0.000E+00 14.9

　 51.5　 　 　 　 1393.9 154.1 2.312 0.000E+00 14.9

不感層厚　 325μm

2010 年度 P4 26

角度 α a/alpha Δ(a/alpha) 表 ch 裏 ch 数 裏と表の ch 差 E 差［ MeV ］

Δ(E 差 ) ［ MeV ］ 不感層の厚さ [um]

38.5 4.421E-02 4.267E-02 2.391E-05 572.4　 　 0 0　

41.7 4.326E-02 2.923E-02 8.915E-06 862.69 151.69 711 2.078E+01 6.328E-03 93.9

45 4.035E-02 3.089E-02 1.101E-05 807.19 137.02 670.17 2.070E+01 7.379E-03 93.7

48.3 4.724E-02 2.733E-02 3.576E-06 911.72 150.48 761.24 2.081E+01 2.717E-03 94.0

51.5 4.698E-02 2.637E-02 5.863E-06 956.48 168.32 788.16 2.078E+01 4.591E-03 93.9

目次1. 実験目的2. 実験装置・手順3. 実験結果4. 考察

2010 年度 P4 27

エネルギー精度

2010 年度 P4 28

エネルギー精度パルサー 非常に精度良く決定可能

線源 エネルギーに広がりがあるビーム エネルギーに広がりがある

不感層厚　 500μm

2010 年度 P4 29

不感層厚［ μm ］ キャリブレーション

1. 16.4 パルサー 線源2. 15.1 パルサー ビーム3. 14.8 線源 ビーム

不感層厚　 500μm

2010 年度 P4 30

不感層厚［ μm ］ キャリブレーション

1. 16.4 パルサー 線源2. 15.1 パルサー ビーム3. 14.8 線源 ビーム1. 2. に比べて 3. は精度が悪いと考えられる

不感層厚さの決定 (500um)

2010 年度 P4 31

実験結果より、 5 つのセグメントごとの不感層を以下のように決定した。 θ i ii iii i と ii から 誤差 i と ii と iii か

ら 誤差38.5 16.1 14.8 14.5 15.5 0.7 15.1 1.0

41.7 16.6 15.3 15.0 16.0 0.7 15.6 1.5

45 16.1 14.9 14.6 15.5 0.6 15.2 1.0

48.3 16.5 15.2 14.9 15.9 0.7 15.5 1.4

51.5 16.5 15.2 14.9 15.9 0.7 15.5 1.4

誤差は、 i 、 ii の平均値から i 、 ii の測定値が含まれるように決定した（系統誤差）。真の値はこの誤差の範囲内にあると考えられる。

不感層厚さの決定 (325um)

• 結果より、裏側の不感層厚は平均をとって93.9um とした。

2010 年度 P4 32

角度 不感層の厚さ [um]

38.5 　 ---41.7 93.9

45 93.748.3 94.0 51.5 93.9

検出器裏側 (7ch) での測定エネルギー(325um)

• 7ch はキャリブレーションをおこなっていないので、ピーク位置の ch 数とその半値幅のみを、次のグラフにまとめる。

• 原理的には、 ch 数は全て等しいはずである。

2010 年度 P4 33

2010 年度 P4 34

検出器裏側 (7ch) での測定エネルギー(325um)表から入射

2010 年度 P4 35

検出器裏側 (7ch) での測定エネルギー(325um)裏から入射

2010 年度 P4 36

検出器裏側 (7ch) での測定エネルギー(325um)

• 両方の場合について、それぞれグラフの形がほぼ一致したことから、検出器裏側での測定エネルギーはすべての角度で等しいと考えられる。

謝辞　　昨年の経験者として僕たちの実験の手助けをし

てくださった TA の横田さん、そして最初から最後まで丁寧にご指導してくださった川畑先生には大変感謝しています。ありがとうございました。

　　後期からもお世話になると思うので、よろしくお願いします。

2010 年度 P4 37