7/10のLXeTPC (TXePET) 打ち合わせのメモ原稿

日時:7月10日、木曜日、午後4時より
場所:先端計測実験棟の多目的室(LiqXe実験室隣)
出席者:春山、三原、田中、佐伯、東、金子、田内

以下、メモ(敬称略)です。ここで、Q(質問)、A(答え)、C(コメント)です。

-----7月10日 meeting :午後4時〜

7/8の測定器開発室重点レビュー(田内)

発表ファイルは、ここにあります。重点レビュー会議のときのコメントを以下に今回での議論のまとめを含めてリストします。
  1. 員等旅費はグループ均等の50万円。
    • 各グループの事情が考慮されていないことは残念である。前年度の実績をまとめ、再度幅室長に要求したい。
  2. PT冷凍機の位置がよくない。低温の人は上に置くが、液が落ちてくること等よくない。できれば、下の方に設置すべき。
    • 下に設置することは難しい。現在のセットアップでも液が直接チェンバー内に落ちることはなく、ケーブルを伝わっていく。また、パラソル状の覆いを用いて側面に液を伝わせることも可能である。 XENON実験では、PTR(Pulse Tube Refrigerator)は離れたところに設置され、トランスファーチューブで液の補給が行われている。この場合、Nantesグループの『振動問題』は回避される。
  3. 液体キセノン内の対流など密度ゆらぎなどシンチレーション光量に影響する
    - 液体キセノンの温度と圧力の安定度測定のデータを示すこと
    • データを記録しているので示すことができる。
  4. ガスの不純物をppm - ppbレベルで測定すべき、モニターすべき
    - ppbレベル測定可能なガスクロを動かしてみる
    - モニターシステムを組み込む(電極板間の暗電流を測定)
    • ガスクロに接続する場合の不純物の混入をppbレベルで防ぐことができるか自明ではない。また、液とガスでの不純物量の関係も精密に研究しなければならない。シグナル自身、および、上記のようなモニターシステムを組み込むことがよいと思われる。
  5. 液化に12時間は長過ぎる。1時間程度にくふうすべき。
    • 試験する上で必要なら、液体窒素使用によるプレクーリングで時間短縮ができる。
  6. βソースを用意すべき- 決まった場所とエネルギーを与える基準
    • 考慮したい。
  7. ゲイン測定で、LEDの光量のばらつきを考慮すべき、測定すべき
    PMTシグナルのばらつきは、√N_pe以上ある。特に、光量が大きいときdominantになる可能性がある。
  8. ゲイン測定:σ^2/ADC のnon-linearな依存性を理解すべき
  9. α線のシンチレーション光がPMTへ直接入らないのではないか。
    • シミュレーションで検討する。また、必要ならセットアップを変え測定を行う。
  10. α線のシンチレーション光測定はすでに分かっているのでは?
    - MEG実験や早稲田大(錦戸氏)グループによる測定結果の入手
    • 修士論文、博士論文などを参照する。
  11. キセノンの純化にはもっと時間がかかるのではないか。
    - 4時間の測定に対してのコメント
    - ゲッターの性能を調べること
    • MEG実験からの経験によると、液全体が一通りゲッターを通過すれば純度が目に見えて上がる。
  12. 電荷を測定する準備は大丈夫か
     - 500nsの積分時間をもつチャージアンプを入手すること
       ( Liq.Kr用のもの、IDEFIX、宮島氏提供など、液体キセノン中で使用)
    • ORTEC製のプリアンプ(142PC)とポストアンプを借用し測定を行う。
  13. 『拾う直線の本数』依存性のシミュレーション結果はおかしいのではないか。
    - 本数を増やせば位置分解能はよくなるはず
    • 事象再構成のアルゴリズムを再検討する。
  14. シンチレーション光測定の確立、理解を優先すべき
    - 必要なら専用のセットアップを行う

Subatech (Nantes )グループの近況の追加(田内)

ファイル:PDF ( 8 ページ, 3.5MB )
彼らは 10Pの液体キセノンを使用している。液化速度は0.5P/時で、純化速度は0.33P/時である。(我々の液体キセノンは1.2Pで、液化速度は0.16P/時、ガス循環速度は2P/分である。)不純物の量は1ppbとしているが、ガスクロなどでの測定値ではなく、シンチレーション光量からの評価である。テストはNa-22ソースからの2γの一方をCsI検出器で検出し、もう一方のガンマ線を用いて行っている。PMTはわれわれと同じものである。シンチレーション光量の純度依存性を測定し、3日間で6%程度の光量の増量を観測している。

TPCでの電荷は3x3cm2のアノード1チャンネルで測定されている。PTR(冷凍管)が稼働中はノイズが大きくシグナルの観測ができない。PTRオフで電荷シグナルが観測された。ただし、3分間程度しか観測することができない。PTRオフではノイズは3,000電子ほどである。

今年4月以降にPTR部にダンバーを設置して、ノイズ源の振動を軽減できたが、電荷シグナルを観測することはできていない。 PTRを離れたところに設置し直してテストする予定である。

TPC試験報告(金子)

ファイル:ppt , PDF ( 17 ページ, 712KB )
テスト結果(主に、PMTの液体キセノン中でのゲイン測定)の更新が行われた。一週間程度オフになっていた純化装置のゲッターを稼働させ、その開始から4時間の間にシンチレーション光量を測定したが、その変化は観測されなかった。水等を入れて純化過程を確かめてみたい。今後、3つ目のPMTの常温でのゲイン測定、新しく手に入るプレアンプなどでTPC電荷シグナルを測定することを試みたい。

シミュレーション報告(東)

ファイル:ppt , PDF ( 23 ページ, 1.2MB )
結晶シンチレータによる従来型のPETと液体キセノンTPC-PET(TXePET)との性能比較を目標に、シミュレーション研究を開始した。今回は、幾何構造(二次元)の違いによる発生点(取りあえず一点のみ)の再構成の位置分解能を求めた。プログラムはC++を用い作成した。 ここでPETの大きさは市販品の標準的なものとし、内径を60cmとした。結晶シンチレータの一つの大きさは4mm x 4mm x 20mmである。TXePETの場合、ガンマ線の検出点の位置分解能としてσ=0.5mmとした。 再構成された分解能はTXePETのほうが従来型に比べて1/10程度となった。

今後、3次元化、相互作用の取り込み等行い、より現実の近いシミュレーションを行う予定である。そのために、GEANT4(GATE)を用いることも検討したい。

議論:マイルストーンなど

東君は9月の応用物理学会での発表、金子君は修士論文(12月完成)を目指したマイルストーン(7月11日付け原稿(エクセルファイル))を週末に作成することとなった。

以上。