1122

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٢ా ক
yoshida.masashi.22w@st.kyoto-u.ac.jp
2020 ೥ (ྩ࿨ 2 ೥) 11 ݄ 12 ೔

1

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S13370-3050CN) ͔Β੒͍ͬͯΔɻి‫ిߴʹؒۃ‬ѹΛҹ෼ղೳɼ·ͨ͸ΠϕϯττϙϩδʔͷͲΕ͔ʹಛԽͨ͠

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Drift anode electrode

EDriftPTFE w/ holes
Mesh electrodee-

MPPC (photon sensor) array

e-

e-

MPPC

7

6.5

0.6

6

5.5
5
4.5

0.4

EEL

eMPPC

aperture ratio

Simulated energy resolution for 30keV e-% FWHM

123

4

MPPC

3.5

ਤ 1: ELCC ͷ֓೦ਤɻ3

0.2

Εͨి཭ిࢠ͕ηϧ಺ʹҾ͖ࠐ·Εͨ‫ʹޙ‬ηϧ಺෦ͷి

2.5

7

8

9

10

11

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12
13
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ͨΊʹɼ180 L ࢼ࡞‫Ͱػ‬͸ ELCC Λ 56 (7 × 8) νϟϯω2

180 L ࢼ࡞‫ػ‬ͷ࢝ಈ෺‫ޠ‬ϧ୯ҐͰϞδϡʔϧԽ͠ɼͦΕΛ૊Έ߹Θ͍ͤͯ͘͜ͱ
Ͱ༰қʹ‫ݕ‬ग़ྖҬΛ֦େ͢Δ͜ͱ͕Ͱ͖Δઃ‫ͨ͠ͱܭ‬ɻΘΕΘΕ͸͜Ε·Ͱ 10 L αΠζͷখ‫ܕ‬ͷࢼ࡞‫ػ‬ΛMPPC ͷిѹҹՃ͓Αͼ৴߸఻ୡͷͨΊͷέʔϒϧ͸੡࡞͠ɼ‫ݕ‬ग़‫ث‬ͷੑೳධՁΛߦ͖ͬͯͨɻ͜ΕΒͷ݁ϒϥϯΫϑϥϯδʹՃ޻͞ΕͨϋʔϝνοΫϑΟʔυεՌʹ͍ͭͯ͸ [3, 4] ʹ·ͱΊΒΕ͓ͯΓɼ4 ‫ؾ‬ѹͷϧʔΛ௨ͬͯ༰‫ʹ֎ث‬औΓग़͞ΕΔ͕ɼνϟϯωϧ਺͕

3
124
FPCケーブルによる
高密度フィードスルー

180L試作機断面図

焼結加工による
メッシュのほつれ対策

500 mmモジュール型ELCC
MPPC (VUV対応)yzx

PMT (10気圧・VUV対応)

ストリップ電極フィールドケージ

読み出し回路(AxFEB)ਤ 3: AXEL 180 L ࢼ࡞‫ػ‬ͷ֓ཁਤɻଟ͍ͨΊ֤νϟϯωϧͷϥΠϯΛີूԽ͢Δඞཁ͕͋ΔɻΩʔϑΟϧλ) Ͱ૿෯ɾ੔‫͠ܗ‬ɼͦΕͧΕͷग़ྗΛผʑͷ͜ͷཁ੥Λຬͨͨ͢Ί Flexible Printed Circuit (FPC)

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Ͱ໿ 150 µs ʹ΋͓ΑͿɻ·ͨɼMPPC ͷήΠϯͷΩϟ
ϦϒϨʔγϣϯ΍ϞχλʔͷͨΊʹ਺े ns ෯ͷ 1 p.e.
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͍ͨɻ

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180 L ‫ݕ‬ग़‫ث‬ͷ։ൃ͸ 2018 ೥͔Β࢝·Γɼѹྗ༰‫ث‬ͷ੡࡞΍ ELCC ߏ଄ͷ‫ݕ‬౼ɼFPC ͷઃ‫Ͳͳܭ‬Λ‫ ͯܦ‬2019೥ 3 ݄ʹ૊ΈཱͯΛߦͬͨɻୈ 1 ϑΣʔζͱͯ͠ ELCC
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4125

ゲイン微調整DAC (~1V)

ベースライン調整DAC (~1V)

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Rp
+

MPPC

–
VADJ

VADJ

バイアス電源(~60V)

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Խͯ͠࠶ར༻Ͱ͖ͳ͍΋ͷ͔ͱըࡦͨ͠ɻલ޲͖ʹɼࣗ+–ྗͰՄೳͳΩηϊϯΨε७Խͷ‫ݶ‬քΛ஌ΔΑ͍‫ػ‬ձͱRnଊ͑ͯΩηϊϯΨεͷોੜʹؔ͢Δ஌‫ݟ‬ΛಘΔ΂͘ɼԚRn’છΨεͷৠཹΛࢼΈͨɻৠཹͱ͍ͬͯ΋ઐ༻ͷઃඋΛ੔͑Δ͚ͩͷ༨ྗ͸ແ͔ͬͨͷͰɼεςϯϨε੡ճऩ༰‫ث‬ਤ 4: AxFEB ͷΞφϩά෦֓ཁɻେޫྔɾ௕࣌ؒͷ৴

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Δ؆қৠཹΛࢼΈͨɻআ‫ڈ‬ର৅ͷෆ७෺͸஠ૉɾࢎૉɾ

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ਫͱೋࢎԽ୸ૉ͸ߴ෸఺Ͱ͋Δɻ·ͣ͸ճऩ༰‫ث‬ΛӷମάͰ‫ݸ‬ʑͷ MPPC ʹҹՃ͢ΔόΠΞεిѹͱΦϑηο஠ૉʹΏͬ͘Γ௜Ίͯఈ͔Βঃʑʹྫྷ΍ͯ͠ΩηϊϯΛ

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ͯճऩ༰‫ݻͨͬ࢒ʹث‬૬෦Λ‫׬‬શʹ‫ؾ‬Խɾഉ‫ߴͯ͠ؾ‬෸఺ଆΛআ‫͢ڈ‬Δͱ͍͏ख๏ͰৠཹΛߦͬͨɻ͜ͷྫྷ٫ɾঢԹͷηοτΛෳ਺ճ‫܁‬Γฦ͠ɼ1 ճͷηοτ͝ͱʹγ
ϯνϨʔγϣϯޫྔͱ EL ޫྔΛͦΕͧΕଌఆͨ͠ͱ͜
Ζɼ2 ηοτͷৠཹૢ࡞ͰγϯνϨʔγϣϯޫྔ͸৽඼ͷΩηϊϯͱಉఔ౓·Ͱճ෮͢ΔҰํɼEL ޫྔ͸े෼ճ෮ͤͣɼ3 ճɾ4 ճͱৠཹΛ‫܁‬Γฦͯ͠΋ͦΕҎ্վળ͠ͳ͍͜ͱ͕൑໌ͨ͠ɻ
͞ΒͳΔ७ԽͷͨΊɼ࣮ࡍʹͲͷΑ͏ͳࠞೖ੒෼͕
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5

Entries / bin

126
220
200
180
160

Entries
A_Escape_Kb
mean_Escape_Kb
sigma_Escape
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40041913.86 ± 6.04
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const

320.9 ± 18.5

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mean_511keV
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0

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480

500

520

540

560
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100

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200
250
300
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√
FWHM [keV] = (0.3989 ± 0.0050) E√
FWHM [keV] = (0.3877 ± 0.0469) E+ (0.56 ± 2.46) × 10−3 × Eͱͳͬͨɻͭ·ΓɼΤωϧΪʔʹൺྫ͢Δ߲͸े෼খ͞

8

FWHM [keV]

129
Energy Resolution

12
10
8
6
4

gamma-ray full peaks
X-ray peaks
a E : gamma-ray full peaks onlya E : including X-ray peaks
a E +bE : including X-ray peaks

2
0
0

100

200

300

400

500
600
700
Energy [keV]ਤ 12: ΤωϧΪʔ෼ղೳͷΤωϧΪʔґଘੑɻਤ 13: νΣϯόʔ಺ͷΧϝϥʹΑͬͯัΒ͑ΒΕͨ์ిͷ༷ࢠɻ์ి͸ ELCC ֎प෦ͷന৭ͷଳͰࣔͨ͠෦

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3.3

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4.1

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9
130

4.2

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[2] ‫ؙ‬౻༞ਔɼҪ্๜༤ɼߴΤωϧΪʔχϡʔεɼ30-3,
198 (2011).
ੴ‫ ݪ‬৴߂ɼߴΤωϧΪʔχϡʔεɼ26-2, 85 (2007).

4.2.2

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[3] S. Ban, et. al., Nucl. Instrum. Meth. A. 875,
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յʹΑΓੜ੒͞ΕΔ Ba++ Λྫྷ٫ͨ͠ಔϓϩʔϒʹి৔Ͱऩू͠ɼಔϓϩʔϒද໘ʹ‫ݻ‬ண͍ͯ͠Δബ͍Ωηϊ+ϯ‫ݻ‬ӷ૬தͰ Ba ͋Δ͍͸ Ba ‫ʹࢠݪ‬సͨ͡ͱ͜ΖʹϨʔβʔΛরࣹͯ͠ɼόϦ΢Ϝಛ༗ͷൃޫΛ‫؍‬ଌͯ͠λ[8] A. D. McDonald et. al.(NEXT Collaboration),
Phys. Rev. Lett. 120, 132504 (2018).