PMT 、故障の種類と修理

Linearity

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Expected p.e.

Output p.e.

Linearity Deviation

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Expected p.e.

Deviation(%)

図 4.19: プリアンプ交換前のPMT KA8320のダイナミックレンジを示 す。左図 : Linearity（横軸 : NDフィルター透過率より期待される出力 光量(p.e.)、縦軸 : 実際の出力光量(p.e.)。右図 : Deviation（横軸 : 期 待光量(p.e.)、縦軸: 直線からのずれ(%) 交換する前は飽和点が132 p.e.

であった。

Linearity

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Expected p.e.

Output p.e.

Linearity Deviation

-60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Expected p.e.

Deviation(%)

図 4.20: プリアンプ交換後のPMT KA8320のダイナミックレンジを示 す。左図 : Linearity（横軸 : NDフィルター透過率より期待される出力 光量(p.e.)、縦軸: 実際の出力光量(p.e.)。右図: Deviation（横軸 : 期待 光量(p.e.)、縦軸 : 直線からのずれ(%)飽和点が171 p.e.と図4.19 のダ イナミックレンジより約30% 大きくなった。この値は4.2.3項の値と矛 盾しない。

4.3.2 PMT ^放電現象

PMTの故障は63本中53本（84.1% ）が放電であった。その内47本 (全体の74% )がオシロスコープで放電が確認できた. また53本の放電 PMTの内4本(全体の6.34% )がプリアンプも同時に故障であり、プリ アンプを修理する事で、放電をオシロスコープで確認することが出来た。

また放電PMTの内2本(全体の3.17% )が光球であった。その内訳を図 4.21 に示した。

図 4.21: 放電を確認したPMTの内訳。53本の内47本はHVが掛かりオ シロスコープで放電が確認出来たが、2本はHVが掛からずオシロスコー プでは放電が確認できず暗室内で光球として放電を確認した。また、プ リアンプを変更後オシロスコープで放電が確認出来たものも４本あった。

放電現象の原因としては、PMTモジュールの構造が考えられる。PMT

R3479からはブリーダー回路へ繋がるピンが出ている。そのピンの部分

から真空が破れてしまい、放電現象が起きてしまう。一度放電を起こし たPMTは1本も修理は出来ず使用可能とはならなかった。

オシロスコープで見る放電現象

Woomeraから持ち帰ったPMTで放電をオシロスコープで確認した。HV は掛かるが、オシロスコープではLEDの信号は見えず放電現象が確認で きる。得られたオシロスコープでの放電現象の写真を図4.22に示す。

暗室内で見る光球

Woomeraから持ち帰ったPMTで「光球」と言われる放電現象を確認し

た。HVを920V程度以上に上げるとHVが切れてしまう(光球現象)。図

図4.22: Woomeraから持ち帰ったPMT。HVは掛かるが、オシロスコー プではLEDの信号は見えず放電現象が確認できる。 真空が破れてしまっ ている。

4.23中央に小さな光が見える。HVを900Vで保ち、暗室内で放電を目で 確認した(図4.23)。真空が破れた事で放電現象を起こしている。

図 4.23: Woomeraから持ち帰ったPMT。左図：暗室内で見た光球現象。

HVを920V以上に上げるとHVが切れてしまい、オシロスコープでは LEDの信号も放電現象の信号も見えないが、暗室ではその放電現象の光 が確認出来る。HVを900Vに保ち撮影。真空が破れ放電現象を起こして いるのが良く分かる。右図：電圧を掛けていない状態のPMT。左図と見 比べるとどこが光っているのか良く分かる。