東京大学 原子核科学研究センター

Center for Nuclear Study, The University of Tokyo

アクティブ標的

GEM とアクティブ標的

飛跡検出を行うガス検出器(TPC)の心臓部となるガス電子増幅器(GEM)では、欧州素粒子原子核研究機構(CERN)が行ってきた製法とは異なる新しい製法を理化学研究所とともに共同開発することで、従来よりも厚いGEM を製作することができるようになりました。 これによりより低い電圧で安定した高い増幅度を達成することができるようになりました。 近年ではGEM を用いたTPC開発が世界的にも盛んに行われてきており、CERN のALICE 実験では世界最大のTPC のアップグレードにGEM が採用され、CNS もその研究開発に大きな貢献をしています。

また、不安定原子核反応の検出器として注目を浴びているのがTPCの検出器ガスを標的とするアクティブ標的です。原子核反応がTPC 内部で起こるため反応の様子を三次元的に撮影することができるのが特徴です。 CNS ではGEMをベースとしたアクティブ標的を、研究グループを超えた協力関係のもと開発してきました。 GEM-TPC 開発のノウハウや不安定核ビーム実験の要請・ノウハウを持ち寄り、うまく組み合わせることにより、世界に類を見ない大強度ビーム照射が可能なアクティブ標的を実現しました。 さらに不安定核ビーム実験の実現のために、ビーム粒子識別システムも開発しました。 毎秒100万個というビーム粒子をひとつひとつ識別することが要請されるため、非常に高速で応答し、かつ放射線ダメージにも強い検出器が必要です。 CNS では低圧動作型の多芯線ドリフト検出器と新たな検出器素材であるダイヤモンドでできた高速応答時刻計測器の研究 開発を続けており、これらを組み合わせることによりビーム粒子の高速識別を実現しました。 現在は、ALICE-TPC のアップグレード、アクティブ標的CAT-M の開発、単結晶ダイヤモンド検出器の開発など新しい技術開発を行うとともに、次世代実験技術の研究を進めています。

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