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主 主 う 三 助jj夜・カ.，. .:;:' cz>字抵弓~4 :
良 国 ニ3
高.T.iJI l町村 軍事!J!
1. 判 定 訟 の 比 於
このifJ l 究 に お い て 測 定 し な け 札 ば な ら な い 篭 手 ， . t . 我 々 が 普 通 行 っ て い る 表 組 チ 実 験 の 電 子 と は 大 分 1~ なっている.それは、①中性子や f 絡のパッククラウント (}J 非常 lこ強い所で、 (~'7R2.43 ke¥以 下 の低ユ.~.ルギー電子をま支え穏とすことなく、<D'そのエ芋 JL ギーモ精度よく IVrJ定 し な け ら ば な ら な い こ と で あ る .
:1. .;f'.・ルキーか
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氏 い に も か か り 令 官4険tむ ず る 松 チ が ; t t ず で め る た め 、 ガ ス を やl
倒 し た1l'J~主総では飛跡 か 2 m以 上 (1気 圧 〉 に な る の で 、 測 定 結 と し て は 半 導 体 検 出 : l 'J
と シ ン チ レ ー シ ヨ ン カ ウ ン タ ー 位 に 限 ら れ る . 半導体侠出il'J
に つ い て は 次 の 宮 I也 氏 が 詳 し く 話 す の で 、 半 海H ;
倹 出 総 に つ い て は シ ン チ レ ー シ ヨ ン カ ワ ン ヲ ー と の 比 殺 の み 行 う . シ ン チ レ ー タ ー と し て は 後 で 話 す よ う に プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ ー か 経 過 と 忠 わ れ る の で 、 そ れ と 比 校 ず る . u)r
線 パ ッ ク グ ラ ウ ン ド に 対 し て 、 シ ン チ レ ー タ ーの原子診号~;t 6以下、 シ リ コ ン 半 噂1
本では 1 4、 ゲ JLマ ニ ウ ム は 3 2 であり、 シ ン チ レ ー タ ー が 数1 8
有 利 で あ る . ② 中 性 子 パ 、yク グ ラ ワ ン ド に 対 し て は 、 レ イ ト が 少 な け れ ば 中 性 子 は 波 形 で 同 定 で き る 可 能 性 が シ ン チ レ ー タ ー に は あ る . ③ 乙 の 実 験 で は エ ネ ル ギ ー のl
民い下電子のみを検出し、 他 の 信 号 と の 同 時 性 も ト リ ガ ー も と る こ と が で き な い の で 、 ノイズの閃，也は様車]1で あ る . シ ン チ レ ー シ ョ ン カ ウ ン タ ー で は 、 2本 以 上 の 光 電 子I苦 情 管 を 使 用 す る こ と に よ り こ の 間 組 の 大 部 分 は 防 か れ る だ ろ う .⑨ エ ネ ル ギ ー 分 解 能 は 600 KeVの 電 子 に 対 し 、 シ ン チ レ ー シ ョ ン は 2 0 %程 度 、 半 導 体 検 出 港 で は 液 体 窒 素 滋 度 止 で 冷 却 す る こ と に よ り 約 1 % に す る こ と が で き た と 紛 告 さ れ て い る !nl今 回 の 実 験 の 場 合 、
フ ラ イ ト 中 の 中 性 子 蹴i棄 を 観 測 す る の で 、 で き る だ け 大 き い 倹 出 器 告 が 望 し い が 、 電量
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石 や 質 問 の こ と から 10cmXl0聞 の 大 き さ を 考 え る と 、 シ ン チ レ ー タ ー で は 厚 さ3
mmで よ く 、 製 作t
;t容易たが、半唱車体 検 出 諮 て は 大 商 恨 の 検 出 器 を 開 発 す る 必 要 が あ る .以 上 の こ と を 考l聾すると、 シリムJン 半 縛 { 本 で リ チ コ ウ ム ・ ト リ フ ト に よ る サ ー フ ェ イ ス ・ パ リ ヤ ー 型 (PIN)の も の を 、 液 体 a ! 素 ，
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度 に 冷 却 し て 使 用 す る こ と が 最 趨 と 忠 わ れ る . こ の 裂 の 半 縛 休 続 出 総 に よ り 、 エ ネ ル キ ー50 Ke¥の 電 子 に 対 し で も 数 % 以 下 の エ ネ ル ギ ー 分 解 能 が 得 ら れ る だ ろ う . こ れ は カ ー 1)目 プ ロ ッ ト 上 で 、 エ ネ ル ギ ー 0ま で 外 縛 し て 制 緩 中 性 子 数 を 求 め る と さ 非 常 に 有 効 だ ろ う . こ の t富合、表面の不感腐を;事〈、 ま た 全 商 に わ た っ て ー 嫌 に 作 る こ と が 盈 要 で あ る . ま た 中 性 子 に よ る 劣 化 やSi30(n.r)Sj31反 応 に よ っ て 作 ら れ るSi 317
イ ソ ト ー プ の β・ 崩 壊 〈 半 減 制2.62 h.s ‑
1.471 .
r
1.26(0.07%))も 考 慮 し な け ら ば な ら な い だ ろ う .n .
シ ン テ レ ー タ ー の 比 較シ ン チ レ ー タ ー に は 色 々 な 種 傾 が あ る が 、 ① 真 空 中 で 使 用 す る こ と 、 @ エ ネ ル ギ ー の 低 い 電 子 を 測 定 す る こ と 、 ③
r
線 バ ッ ク グ ラ ウ ン ド が あ る と 予 怨 さ れ る ζ と、 l⑤ 中 性 子 に よ る ア イ ソ ト ー ブ 化 も 考 慮 し な け れ は な ら な い こ と 等 を 比 綬 す る と 次 の よ う に な ' 5 .— 54
-潮 解 性
r
線 中 性 子 脆~~性 光111:比 密 度 そ の 他Nal (1) Csl(TI)
O
OO
O0 0 0 0
3.66
C.Fz(En)
210 55 105
4.51
3.19
BGO O 17 7.13
ア ン ト ラ セ ン ス チ ル ヘ ン プ ラ ス チ ッ ク
Q
8 0
1.1 6
界 譲 住
S
占JJ.Jj {uJf
主 100t .
256 0
1.10無 償 シ ン チ レ ー タ ー 矧 は 慨 し て
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京 子 番 号 が 商 < ' ( 線 ハ ッ ク グ ラ ワ ン ド に 弱 〈 、 ま た 中 性 チ 吸 収 に よ る ア イ ソ ト ー フ1
1 : に も 弱 い . ア ン ト ラ セ ン !t脊 償 シ ン チ レ ー タ ー の 中 で は 光 貨 が 多 い が 、 界 第 性 で あ り~空中て使間できない. スチルベンの光量U~ 紡品輸に対する紋射線の入射角度により約 20% の述い
が あ り 、 エ ネ ル ギ ー を 測 定 す る こ の 実 験 に 過 さ な い . プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ ー は 安 価 で 製 作 容 易 で あ る が . 真 空 中 で 表 函 が 劣 化 す 7 " こ と が 考 え ら れ る の で 、 各 種 の も の を テ ス ト ず る 必 要 が あ る . ま た光量生も少な〈、 C..1. Chrl stensen の 実 験 で は 0.5 MeVの
n
線lこ 対 し 約 3 2 %の 分 解 能 に な っ て い る . こ の よ う に 分 解 能 が 恐 い と カ ー リ ー プ ロ ッ ト を 作 っ た と き 大 き な 桜 還 が 生 じ る だ ろ う . も しNalを 使 用 す れ ば 光 量 は4倍 と な る の で 、 + 数 % に 分 解 能 が 上 が る こ と が 期 待 で き る の で 、 シンチレータ・・・を使 悶 す る 場 合 はNal (1) の 潮 解 伎 を 克 服 す る 工 夫 を す る こ と も 一 つ の 方 法 か も し れ な い .m .
崩 壊 電 子 の 加 速この実験で~えられている測定系は、中性子の飛行方向にÆ:
i i !
tこ磁i誌があり、 ま た 磁 喝 の ガ 向 に 電 子 の 俊 出 器 が あ る . 五 霊 場 に 垂 直 方 向 に 政 出 さ れ た 電 子 は い つ ま で も 験 出 器 に 到i
ま で き な い で 、 残 留 ガ ス に 吸 収 さ れ る こ と に な る . 今 こ の 検 出 で き な い 電 子 の 割 合 を 、 0.1%以 下 に す る よ う に 立 体 角 を 計 算 す る と 、 磁 場 の 蓬 直 方 向 か ら 1m
rad以 上 の 角 度 で 放 出 さ れ た 電 そ は す べ て 桟 出 ず る 必 要 が あ る . ま た 己 の 方 向tこ 放 出 さ れ た30 KeVの電子は、 磁 場 強 度 を 10 K Gaussとして、 検出書官にflJjき す る ま で 約200m 飛行レ、 20ρsecか か る . (500 KeVの 電 子 で も 10μsec) また 200mの 飛 行 で 平 均 の 衝 突 回 散 を 0.1回 以 下 に す る に は 10‑5Torr以 下 の 真 空 度 に せ ね ば な ら な い . こ れ ら の こ と を 考 市 . す 弓 と 、 電 子 を 50 KeV程 度 、 磁 力 線 方 向 に 加 速 す る 乙 と が ぜ ひ 必 要 で あ る . こ れ に よ り 以 下 の よ う な 利 点 が 得 ら れ る .1 . よ り 低 エ ネ ル ギ ー 電 子 の 検 出 効 果 向 上
よ り 低 い エ ネ ル ギ ー の 篭 子 を 検 出 す る こ と に よ 旬 、 カ ー リ ー プ ロ ッ ト が 正 儀 に な る . 従 っ て 崩 壊 中 位 子 数 の 見 積 精 度 が 上 が る .
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2
. 電 子 の エ ネ ル ギ ー 測 定 の 向 上特 に100Ke¥'以 下 の 電 子L立 制 定 器 中 で f世 方 散 乱 し 、 測 定 君 主 を 喰 ひ 出 す の で 、 エ1.J¥..ギ ー 銭 形 性 が よ く な い . 加 速 に よ り
50
~e\l r
度 電 子 ま で こ の 現 象 を 防 止 で き る .3
. 電 子 の 測 定 自 書 表 面 の 不 正 芸 鎖 績 で の 恥 < <非 常 に 大 き な 人 射 角 を 狩 っ て 測 定 書 自 に 人 射 し た 電 子l主、 説JI.主総の袋磁の不I:!Ii!で眼収されて し ま い 隙lilで き な い が 、 加 迭 に よ り5日 比 刊 の 電 子 を 入 射 免 < 1
5"
以 下 に す る こ ど が で き る . ま た 人 射 角 を 小 さ 〈 ず る こ と に よ り 、 不 I 1 Er誕 て の エ ネ ル キ‑1
員 失 を 少 な く し 、 エ ネ ル ギ ー 測 定 の 精 度 が 上 か 有 .4. エ ネ ル ギ ー 分 解 能 の 向 上
一 般 に エ 事 ル キ ー が 高 い 程 、
1 1 1 J
'iE f . i の エ ネ ル キ ー 分 解 能 は 向 上 す る . 50" e V
定 手 を シ ン チ し ーターてtP.J1'iEずる t長会は¥.4f
苦悩向.とするだろう.5.
飛 行 自 主 聞 の 短 絡電 場 の あ る 領 i戎
t
こ 入 っ て き た 電 子t 1
、 測 定 告 書 方 向 に 加 速 さ れ る の で 、 飛IHe
縦 を 短 絡 す る こ と が で き る . こ の 短 絡 は 残 留 ガ ス に よ る 吸 収 か 大 き い1
氏 エ ネ ル ギ ー の 電 子 に 大 き 〈 作 用 す る の で、 好 都 合 で あ る .6.
シ ン チ レ ー タ ー フ ィ ル ム の 使 用1 mg/cm ' 程 度 の 滞 い シ ン チ レ ー タ ー フ ィ ル ム を 測 定 誌 に 被 せ 、 ζの 信 号 と の 岡 崎 怯 を 取 る こ
とにより、 r~ や中佳子のパックグラウシ卜を避けられることが考えられる.文献によるど 40
μ
g/c
m'程 度 の 高 い シ ン チ レ ー タ ー が 製 作 ・ 使 用 さ れ て い る が 、 こ の 実 験 の 場 合 は 真 空 中 で あ る の て テ ス ト が 必 要 で あ る . また 1皿g/cm'の シ ン チ レ ー タ ー に よ る エ ネ ル キ ーm
失tt .
6 Ke¥ (50K e V
電 子 〉 で あ る の % 、 入 射 角 を 小 さ く す れ ば 問 題 な い だ ろ う .以 上 利 点 を 述 べ た が 欠 点 と し て 、 中 性 子 のj的j衰領l>;le([)eca~'
¥
0lume)
が 高 務 度 に 決 定 で き る か ど う か と い う 問 題 が あ る .電 窃 を 作 る 電 磁 と じ て 金 属 箔 が 考 え ら れ る が 、 市 阪 の 箔t;tアルミニウムで? μ m (2mg/cm' ) で あ る . 金 や 鈴
1
1 : は 交 に ; 軍 い 箔 が で き る が 、 中 性 子 と の 反 応 そ 考 慮 す る と 好 ま し く な い . 一 方 、 ア ル ミ ナ イ ドマ イ ラ ー は ¥ .
7 me/c
m'の も の が 市 販 さ れ て い る . し か し こ と で は 直 径7μm
の カ ー ボ ン フ ァ イ バ ー( C F R
p)を 網 状 に 鳴 り ? を 慢 を 作 る こ と を 研 究 し た い . ま た 東 レ の カ ー ボ ン フ ァ イ パ ー は 綴 り 強 さ
350 K g / m m '
(7μ聞φ:13.5g)、 長 さ 1c間当り 5 KQで あ る .現 在 、 一 対 の 1 I1J定 書 官 を 、 中 性 子 ビ ー ム を 銚 ん で 縫 勾 の 上 減 と 下 滅 tζセ ッ ト ず る 乙 と が 考 え ら れ て い る . 加 速 電 極 を 使 用 す る と す れ ば 、 そ れ ぞ れ の 測 定 器 か ら 数cm般れた位置にセットし、7Ii:極と測定器 の 問tこ 静 電 圧 を 加 え る こ と に な る が 、 ニ つ の 電 極 の 聞 に も 短 形 波 を 加 え て 、 官 I t
l i
聞 に 浮 探 し て い る 蹴 様 電 . 予 を 測 定 器 の 方 向 に 加 速 す る こ と も 可 能 で あ る .‑ 55
ー- 56 — もi1.今後の検討
今 後 測 定 苦
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立1
( 系 の 作 業 と レ て 、 伐 の こ と を 早 急lこ 倹 討 ・ テ ス ト し な け れ は な ら な い . ) .シz
ミ レ ー シ ョ ンモンテカ Jl.ロ z去により、測定 35 に必要な~ ~ J. キ ー 分 解 能 、 総 出 す べ き { 氏 エ 宇L JL.ギー電子の 也限、 必要なI/ijj車中性寸ユ数等をシ2 ミ レ ー シ ヨ ン に よ り 倹 討 . こ れ に よ り カ ー リ ー プ ロ ッ ト 上 で 附 懐 中 性 子 殺 を 0.5%以 下 の 精 度 で 得 る た め の 測 定 鵠 精 度 が 決 ま る .
2. シンチレーターの n~ 試験
測定;認としてシンチレーターを使 m する t:: 合(;t、 n~ 中ての表面の :f; 化奈子ストしなければ な ら な い . 自 で 見 え る ク レ ー ズ ミ 事 の 劣 化
U
勿E
告であるが、 大 角 度 で 入 射 す ; s 低 エ ネ ル ギ ー 電 子 の エ ヰ ル キ ー ス ベ ク ト ル の 交1
ヒを制べ{，! i .
突 が あ ろ う .ま た シ ン チ レ ー タ ー を 使 用 す る 頃 合c; t 波 形 に よ る 中 佳 子 パ ッ ク タ ラ ヴ ン ト 0)分車置を研究する こ と も 必 要 だ ろ う . こ の よ う な 研 究 は 十 数 年 前 に 液 体 シ ン チ レ ー タ ー に つ い て
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わ れ て い る が 、 こ の 実 験 の よ う な 長 い ラ イ ト ガ イ ド そ 使 用 す る フ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ ー のt場 合 に も 応 用 で き る か ど う か は 不 明 で あ る .3
. シ ン チ レ ー タ ー フ ィ ル ム の 試 作官 官 節 で 述 べ た よ う に 、 バ ヴ ク グ ラ ウ ン ド を 除 く た め に 有 効 な シ ン チ レ ー タ ー フ ィ ル ム を 試 作 テ ス ト ず る 必 要 が あ る . 文 献 に 紛 告 さ れ て い る シ シ チ レ ー タ ー フ ィ ル ム ( ; t 市 販 の フ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レ ー タ ー を ト ル エ ン に
i
容 か し て 研 究 者 が 作 っ た も の で あ っ た が 、 現 在 の 日 本 で は 協 和 ガ ス 化 学 に 依 領 す る こ と が で き る だ ろ う .4.加 速 定 住 の 試 作
こ の 加 速 電 極 は 製 作 の 困 難 さ か ら も 、 電 子 の 衝 突 篠 * の 低 下 か ら も 、 な る べ く 張 る べ き カ ー ボ ン フ ァ イ パ ー の 本 散 を 減 ら し た い . 従 っ て 本 数 と 電 界 の 綴 子 を 検 討 す る 必 要 が あ る . ま た 放 電 に よ る 耐 久 性 も 子 ス ト ず る 必 要 が あ ろ う .
‑ 56ー
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