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Si検出器の不感層厚測定
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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
325μm/500μm
不感層
有感層
2010年度P4
4
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
325μm/500μm
不感層
有感層
2010年度P4
6
実験装置 不感層厚測定
Si検出器
500μm/325μm
スリット
45°
α-Source
247Am
2010年度P4
7
実験装置 不感層厚測定
Si検出器
500μm/325μm
スリット
6Li
ビーム
45°
Target
197Au
2010年度P4
8
回路の概略
Output
resister
stop
start
Pulse
generator
Gate
generator
Gate
generator
veto
Logic fan in
fan out
Visual scaler
gate out
Si detector
Preamp
PC1(toyo)
PC2
STROBO
shape out
Variable
attenuator
2010年度P4
ADC
9
データ収集の方法
Output
resister
数値化された
情報を集計
stop
start
Pulse
generator
Gate
generator
Gate
generator
veto
Logic fan in
fan out
Visual scaler
gate out
Si detector
Preamp
PC1(toyo)
PC2
STROBO
shape out
Variable
attenuator
2010年度P4
ADC
10
データ収集の方法
Output
resister
ANAPAWによりchごとの
カウント数をグラフ化
stop
start
Pulse
generator
Gate
generator
Gate
generator
veto
Logic fan in
fan out
Visual scaler
gate out
Si detector
Preamp
PC1(toyo)
PC2
STROBO
shape out
Variable
attenuator
2010年度P4
ADC
11
不感層厚測定手順 500μm
Si検出器 500μm
表裏測定
スリット
6Li
ビーム
45°
Target
197Au
2010年度P4
12
不感層厚測定手順 325μm
Si検出器
325μm
スリット
6Li
ビーム
45°
Target
197Au
2010年度P4
13
不感層厚測定手順 325μm
6Li
ビーム
51.5°48.3°
Si検出器
325μm
スリット
41.7°38.5°
45°
Target
197Au
2010年度P4
14
不感層厚測定手順 325μm
6Li
ビーム
51.5°48.3°
Si検出器 325μm
裏側も測定
スリット
41.7°38.5°
45°
Target
197Au
2010年度P4
15
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
140・160・180・200・220
230・240・250・260・270V
Si 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
2010年度P4
16
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
• x [ch]に対応するエネルギーを計算
V  ax  b
パルサーによりfitting
V  E
E 
a

x
b

線源の(ch,E)によりfitting
2010年度P4
18
1. パルサーと線源
E
E 
a

x
b

E
x
x裏
x
x表
不感層で失われたエネルギー
2010年度P4
E 
a

x
19
1. パルサーと線源
• 検出器の角度を変更し  E を測定
(38.5°41.7°45°48.3°51.5°)
 E [MeV]
Si不感層厚[μm]
Lise++により換算
2010年度P4
20
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
θ
(i)パルサーと線源
(ii)パルサーとビーム
(iii)ビームと線源
alpha=V/E a/alpha
Δ(a/alpha) 表ch
38.5 1.255E-01 1.680E-02 1.119E-04
裏ch数 裏と表のch差 E差[MeV]
Δ(E差)
[MeV]
不感層の厚さ[um]
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
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
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
38.5 1.364E-01 1.546E-02 2.177E-05
38.5
1.510E-02 0.000E+00
2010年度P4
25
不感層厚 325μm
角度
α
a/alpha
Δ(a/alpha)
表ch
裏ch数
38.5
4.421E-02
4.267E-02
2.391E-05
572.4
41.7
4.326E-02
2.923E-02
8.915E-06
862.69
151.69
45
4.035E-02
3.089E-02
1.101E-05
807.19
48.3
4.724E-02
2.733E-02
3.576E-06
51.5
4.698E-02
2.637E-02
5.863E-06
裏と表のch差
Δ(E差)
[MeV]
E差[MeV]
不感層の厚さ[um]
0
0
711
2.078E+01
6.328E-03
93.9
137.02
670.17
2.070E+01
7.379E-03
93.7
911.72
150.48
761.24
2.081E+01
2.717E-03
94.0
956.48
168.32
788.16
2.078E+01
4.591E-03
93.9
2010年度P4
26
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
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
2010年度P4
28
不感層厚 500μm
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
2010年度P4
29
不感層厚 500μm
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
2010年度P4
30
不感層厚さの決定(500um)
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。
2010年度P4
31
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。
角度
不感層の厚さ[um]
38.5
---
41.7
93.9
45
93.7
48.3
94.0
51.5
93.9
2010年度P4
32
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
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
34
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
35
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。
2010年度P4
36
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

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