アクティブ吸収層向けタイル型
結晶シンチレーターの読み出し光量測定
2022年3月4日
奈良女子大学高エネルギー研究室 B4

今井彩加・田頭陽菜

目次
⚫はじめに
⚫実験方法
⚫実験結果
⚫まとめ

2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

2

目次
⚫はじめに
⚫
⚫
⚫

2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

3Belle II実験
• SuperKEKB 加速器と Belle II 測定器を用いて行われる高エネルギー物理学
実験• SuperKEKB加速器では電子(7GeV)・陽電子(4GeV)を衝突させ、B中間子・
反B中間子を生成している• 粒子・反粒子の対称性の破れや新しい物理法則を探究する• Belle II測定器では前身であるBelle測定器の50倍のデータを収集することを目標にしており、現在も運転を継続している

2022/3/4

卒業研究発表会

引用元：https://www.ipmu.jp/ja/20180323SuperKEKB-Phase2Start

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4

衝突点

Belle II 測定器• 右図のビームパイプを中心として、衝電子(7GeV)

突点の周囲を覆うように役割の異なる
７種類の検出器を組み合わせた構造を持つ

陽電子(4GeV)• 内側は荷電粒子の飛跡検出系を形成している• その外側に粒子識別（ARICH、TOP検出器）やガンマ線の検出を担う電磁カ
ロリメーター（ECL）、KLメソン&
ミュー粒子検出器がおかれている。

ビームパイプ電磁カロリメーター

引用元：https://belle2pb.kek.jp/Detector/
2022/3/4

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5衝突点

電磁カロリメーター• γ線やe+,e-の検出を行う• 主にγ線からの電子対生成と制動放射からなる電磁シャワーの生成を用いてエネルギー
電子(7GeV)を測定する

陽電子(4GeV)• 現在のBelle II 検出器では8736本のCsI(Tl)シン

チレーター結晶を使用している• シンチレーターの大きさは5.5cm×5.5cm×30cmでPIN-PDを組み合わせている
シンチレーター
引用元：宮林謙吉 "Belle II電磁カロリ
メーター(ECL)" 高エネルギーニュース
33巻2号108ページ(2014)
2022/3/4

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6電磁シャワー

標的物質 電子 陽電子 光子• Belle IIで検出すべき電子・光子のエネ

ルギーは数十MeV以上• 電子は制動放射によるエネルギー損失が大きく、光子は電子対生成によるエネルギー損失が大きい• これらの反応を繰り返して電磁シャワーを形成する• 電磁カロリメーターでは発生した光を電気信号に変換してエネルギー損失を求めている

2022/3/4

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電子対生成
光子のエネルギーが1,022MeV以上のとき、光子が標的の原子核の近傍でクーロン場を受けたときに光子が消滅
して電子と陽電子の対が生成される今井彩加・田頭陽菜

制動放射
荷電粒子がクーロン場
において減速されたり軌道を曲げられたりしたときに そのエネル
ギーとしてγ線として放出する

7

光電ピークとコンプトンエッジ
右図は137Csを放射線源として使用したときに光電ピーク(0.662MeV)

ガンマ線が測定器に入射したときに検出器に与えられるエネルギースペクトルの図である。

•

0.662MeVの光電ピークは光電効果によるもの

コンプトンエッジ(0.447MeV)(光電効果とは物質に光を当てた時に電子が放出される現象)•

コンプトン散乱により発生する電子の上限エネルギーの位置で0.477MeVのコンプ
トンエッジが観察できる

2022/3/4

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8

研究動機
暗黒物質粒子• Belle II実験のCsI(Tl)カロリメーターは、ガンマ線の到来方向に対する感度がなく、数10cm進んでγγに崩壊する暗黒物質粒子の質量決定やバックグラウン
ドから分離する性能が制限されている。

• CsI(Tl)シンチレーションの発光減衰時間が長いため、パイルアップによる雑音レベルの上昇によるエネル
ギー分解能の悪化が予想される。

ビーム衝突点γ
飛跡検出器

γ• ガンマ線の到来方向を再構成する機能を持ち、ビー

ムバックグラウンドに起因するパイルアップを起こさないプリシャワー検出器の開発を行う。

2022/3/4

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電磁カロリメーター9

1層

プリシャワー検出器

入射方向• 現在検討されているプリシャワー検出器はBGO

結晶・Si検出器を1層とし3層から構成される• BGO結晶シンチレーターでは電磁シャワーの生

BGO結晶

Si検出器

成・エネルギー損失の測定を行う• Si検出器では電子・陽電子の通過位置の検出を行う

方向の分解能＝0.08rad• 先行研究ではSi検出器を1mm角に分解した場合

プリシャワー検出器の中心にエネルギー1GeVのγ線を垂直入射させたとき、電磁シャワーの入射位置の分解能は1.9mm、方向の分解能は0.08radの精度で再構築できる可能性があるとわかっている2022/3/4

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入射位置の分解能
＝1.9㎜
10

研究目的
• 結晶シンチレーターの内部で同じエネルギーを損失してもその場所によっては信号パルスの大きさが異なる可能性がある

入射方向• 実際にどれくらい値が異なるのかを計測したい• まずはBGO結晶1層を用いて実際にγ線を測定し、どのくらいの精度でエネルギー測定を行えるのか調べた

2022/3/4

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BGO結晶

Si検出器

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目次
⚫
⚫実験方法
⚫
⚫

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12セットアップ
コリメーター
4cm×4cm×4cm
Φ=4.8mm

137Cs
線源

HV

1700V
しきい値：18.5mV

3.9cm

PMT
暗箱

増幅率：10倍 時定数：0.2µS
増幅率：10倍Scalar卒業研究発表会LAN

Gate
Generator
増幅：10µS

2022/3/4

オシロスコープ
Discrimi
nator

BGO結晶
4.4cm×4.4cm×1.2cm

ShaperAmp

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PC13使用した装置①DISCRIMINATOR• 全体図

左は暗箱の様子、右はモジュール オシロスコープ
中身

GATE GENERATOR

外側

BGO

2022/3/4

HV

AMP

PMT

コリメーター

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SHAPER

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SCALER14

使用した装置②
コリメーター 4.0cm×4.0cm×4.0cm
真ん中に直径4.8㎜の穴がある
この上に放射線源を置いて使用した
下に敷いている正方形のグラフ用紙
で置き場所を決定している

137Cs
この実験で使用した放射線源
β線を放出し137Baになりその137Baがγ線を放出する
光電ピーク 0.662MeV
コンプトンエッジ 0.477MeV

BGO結晶 4.4cm×4.4cm×1.2cm
周りに反射材を巻いている
PMTと接する側面に1.0cm×1.0cm角の穴をあけた

2022/3/4

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15データ収集方法• PCで20000回測定しその時の総計測時間もPC内で同時に測定• 測定開始と同時にスケーラーも手動で電源オンにする。

PCで計測漏れがあったパルスもカウントできるように
スケーラーを使用している。

PCでは黄色のほうのパルスを計測、スケーラーは水色にディスクリミネーターの方形波パルスを計測している。

→PCでの測定回数が20000回になったときに同時に止める• スケーラーでの測定回数で20000回の時点での計測時間（手動測定）とその時点でのPCでのデータ読み込み回数を記録• γ線のエネルギーが場所によってどのくらい異なるのかを測定するためにコリメーターの位置を変えて、同様の方法で計測を行う
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放射線源を置いた時のオシロスコープのスナップショット

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コリメーターの位置の定義• 真ん中の赤い点を(0,0)とする• それ以外の位置は青軸を正負の基準として表す• 例えば右図において• 黄色の点は(2.2,0)• 緑色の点は(-2.2,-2.2)となる

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５

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７

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17データ解析方法：波高分布作成• 各エントリーにおいて100番目までのデータの平均値をゼロ点と定義し以下の計算

式により算出σ100
𝑖=1 𝑥𝑖
ゼロ点＝100

xi：i番目でのデータの値• 各エントリーにおいて波形の始まりである150番目から1000番目においてデータ点がゼロ点より小さいときのデータ点からゼロ点の値の引き算の積分を以下の式により算出
300

積分値＝ ෍ (ゼロ点 − 𝑥𝑖 )𝑖=110
• これら2つの式で波高分布を作成した
2022/3/4

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目次
⚫
⚫
⚫実験結果
⚫

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結果
•

再現性を確かめるために各場所で複数回測定を行った。

次のスライドからは抜粋して下の図の２番、５番、6番、８番について載せている。また、光電ピークの位置を比較するためにガウス関数をフィットさせてmeanの位置も調べた。このmeanの値を光電ピークの値とした。

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１

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5(0,0)にコリメーターを置いた時(BGOの真ん中)
1回目

2回目

赤色：線源あり
青色：線源なし
線源ありとなしの時の総カウントの値で重みをつけている。

3回目
光電ピーク
コンプトンエッジは見られなかった

4回目

線源あり1回目
総カウント： 1268574
計測時間(秒)：4003
1秒当たりのカウント
数： 316.9

線源あり2回目
総カウント： 1429892
計測時間(秒)：3975
1秒当たりのカウント
数： 359.7

線源あり3回目
総カウント： 1286493
計測時間(秒)：4003
1秒当たりのカウント
数： 321.4

線源あり4回目
総カウント： 1443130
計測時間(秒)：4008
1秒当たりのカウント
数： 360.1

総カウント：PCでの測定回数2万でのスケーラーでの回数
計測時間(秒)：PCで2万回測定までにかかった時間
1秒当たりのカウント：1秒当たりでのスケーラーでのカウント数
2022/3/4
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線源なし
総カウント： 114664
計測時間(秒)：4156
1秒当たりのカウント数： 27.6

21

5(0,0)のガウス部分のFit結果
2回目

1回目

光電ピーク
1981 (E)

3回目

光電ピーク
2246 (E)
求めた4つの光電ピークの値を平均すると、2150±120(E)
誤差は標準偏差

4回目

光電ピーク
2174 (E)2022/3/4

光電ピーク2209 (E)卒業研究発表会

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22同じ位置での測定で違う形のヒストグ
ラムになった考え得る原因と改善策• コリメーターやBGOを置きなおしたときにわずかに位置がずれている。
• グリースなどで接着していないため、BGOがPMTに当たったり当たってな

かったりする箇所が存在してしまい測定に影響が出てしまった可能性がある。
→下敷きのような薄い板状のものをPMTとBGOの間に挟んで、セットし終わった後にその板を抜いて均一に少しだけPMTとBGOの間に隙間を作った。
→コリメーターを置く位置を再確認し、BGOの位置も置きなおしたときにずれないように印をつけた。

2022/3/4

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23

5(0,0)の位置ではかりなおした結果
1回目

4回目

3回目

2回目

5回目

6回目

線源あり1回目
総カウント： 1443202
計測時間(秒)：3996
1秒当たりのカウント
数:361.2

線源あり2回目
総カウント： 1439200
計測時間(秒)：4005
1秒当たりのカウント数：
359.4

線源あり3回目
総カウント： 1433036
計測時間(秒)：4006
1秒当たりのカウント数：
357.7

線源あり4回目
総カウント：1449059
計測時間(秒)：3987
1秒当たりのカウント
数：363.4

線源あり5回目
総カウント： 1383002
計測時間(秒)：4006
1秒当たりのカウント数：345.2

線源あり6回目
総カウント： 1514312
計測時間(秒)：4016
1秒当たりのカウント数：
377.1

線源なし
総カウント： 114664
計測時間(秒)：4156
1秒当たりのカウント数： 27.6

総カウント：PCでの測定回数2万でのスケーラーでの回数
計測時間(秒)：PCで2万回測定までにかかった時間
1秒当たりのカウント：1秒当たりでのスケーラーでのカウント数
2022/3/4

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24

5(0,0)ではかりなおしたときのガウス
部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目

2回目

光電ピーク
2287 (E)
4回目

3回目

光電ピーク
2247 (E)
6回目

5回目

光電ピーク
2218 (E)
光電ピーク 2216±64(E)改善前と比較して光電ピークの値のばらつきは小さくなった
改善前：2150±120(E)光電ピーク
2265 (E)2022/3/4

光電ピーク
2139 (E)卒業研究発表会

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光電ピーク
2139 (E)25

ほかの場所での測定結果※それぞれ複数回測定したうちの1回目に測定したものを抜粋したもの

６番(2.2,0)のとき2番(0,2.2)のとき

8番(0,-2.2)のとき

光電ピークの平均は2140±39(E)

光電ピークの平均は2099±34(E)

光電ピークの平均は2103±24(E)2022/3/4

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26

結果のまとめ
縦軸：イベント数
横軸：右図の番号に対応

4か所での光電ピー
クの標準偏差の範囲

１

２

３

４

５

６

７

８

９

4か所での光電ピークの平均は2140±54(E)（右図赤線）• 場所によって光電ピークの値に違いがある（今回だと最大で5%）• 全ての測定でコンプトンエッジが分布から読み取ることができなかった
2022/3/4

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27コンプトンエッジについて• コンプトンエッジが見えないのはエネルギー

分解能が原因ではないかと考え、分布を再現するシミュレーションを行うことにした。

• 光電ピークを描いている部分をガウス関数、

コンプトン散乱をしている部分をコンプトンの断面積の式を用いてモンテカルロシミュ
レーションでそれぞれ乱数生成し、それを連結させてヒストグラムを作成した。

光電ピーク• 今回の乱数生成にあたってµとσの値は5番1回目における分布をモデルとした。

• 実験結果のような分布を描くのはエネルギー

分解能がどれくらいのときなのかを調べた

2022/3/4

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28分解能の見積もり
2𝑙𝑜𝑔2 ∙ 𝜎

μ

ガウス関数
𝑥−𝜇 2
1
− 2𝜎
𝑃 𝑥 =
𝑒
𝜎 2𝜋

2022/3/4μ
𝑥 = 𝜇の位置にピークがあるとすると
𝑥−𝜇 2
1
− 2𝜎
𝑒
=
2
2
𝑥−𝜇
= 𝑙𝑜𝑔22𝜎
𝑥 = 𝜇 ± 2𝑙𝑜𝑔2 ∙ 𝜎
卒業研究発表会∆

Δをσの見積値とする。

2𝑙𝑜𝑔2エネルギー分解能の見積値は𝜎/𝜇
コンプトン散乱におけるエネルギー分
布を、見積もった分解能と同じ値σをもつガウス関数でぼかす分布を作る乱数生成したものをヒストグラムにした。
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29

シミュレーション結果
1回目の測定をモデルにしてシミュレーションしたもの
Entries/0.01Mev

実際の実験結果
場所：5番（BGOの真ん中）
1回目の測定MeVエネルギー分解能：0.15
コンプトン散乱部分の乱数生成回数：14000
光電ピーク部分の乱数生成回数:13000
2022/3/4

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30

目次
⚫
⚫
⚫
⚫まとめ

2022/3/4

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31まとめ（１）• プリシャワー検出器のシンチレーション部分の検討を行った

4か所での光電ピー
クの標準偏差の範囲• 137Csを用いてPMTで読み出しを行った• シンチレーターの場所によって読み出し光量の標準偏差は約5%あった• 同一の点で測定を繰り返すと標準偏差は約3%であった• 以上より場所による読み出し光量に顕著な差があったとは言えない

2022/3/4

縦軸：イベント数
横軸：測定位置の番号に対応
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32まとめ（２）• 得たエネルギー損失のスペクトラムを理解するため
1.

光電ピークはガウス分布2.

コンプトン散乱は理論式に従って棄却法で生成したものを（１）の値か
らσE/E∝1/√Eの分解能の影響を受けると仮定という設定でモンテカルロ法により擬似データを生成して比較した。
•

得たエネルギー損失スペクトラムはコンプトン散乱事象数:光電ピーク事
象数=7:6程度、σE/E=0.15(0.662MeVの時)、σE/E∝1/√Eという仮定とおおむね一致することが分かった。

2022/3/4

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33

メモスケーラーを使う動機
LAN

PC

周波数 [Hz]2022/3/4

オシロスコープ

測定回数

Clock generator

Read errorの回数

測定時間

Read errorの起きている頻度 [sec]

1

300

16

444

27.8

10

3000

26

633

24.3

100

3000

19

590

31.1

500

3000

24

597

24.9

1000

3000

22

596

27.1

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35シンチレーター
BGO

CsI(Tl)• 大きさ：5.5x5.5x2.2cm• シミュレーションで使っている方• 密度：4.51g/cm^3• 大きさ：4.4x4.4x1.2cm• 潮解性あり• 密度：7.13g/cm^3• 無色透明• 酸化物の１つ• 最大発光波長：550nm• 無色透明• 蛍光減衰時間：1000ns• 最大発光波長：480nm• 蛍光減衰時間：300ns

2022/3/4

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36Shaper:0.5

2022/3/4

Shaper:1.0

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37

改善前

1(-2.2,2.2)にコリメーターを置いた時
2回目

1回目

3回目

線源あり1回目
総カウント： 1057969
計測時間(秒)：3984
1秒当たりのカウント数：266

線源あり2回目
総カウント： 1107566
計測時間(秒)：4026
1秒当たりのカウント数：275

4回目

線源あり4回目
総カウント：1064762
計測時間(秒)：4017
1秒当たりのカウント数：265
総カウント：PCでの測定回数2万でのスケーラーでの回数
計測時間(秒)：PCで2万回測定までにかかった時間
1秒当たりのカウント：1秒当たりでのスケーラーでのカウント数
2022/3/4

卒業研究発表会線源あり3回目
総カウント： 1092738
計測時間(秒)：4013
1秒当たりのカウント数：272

線源なし
総カウント： 118332
計測時間(秒)：4157
1秒当たりのカウント数：29

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382(0,2.2)にコリメーターを置いた時
3回目

2回目

1回目
線源あり1回目
総カウント： 1105260
計測時間(秒)：3991
1秒当たりのカウント数： 277

4回目

線源あり2回目
総カウント： 1098324
計測時間(秒)：3987
1秒当たりのカウント数： 276
線源あり4回目
総カウント： 1211217
計測時間(秒)：4023
1秒当たりのカウント数：301

2022/3/4

卒業研究発表会線源あり3回目
総カウント： 1158795
計測時間(秒)：4014
1秒当たりのカウント数： 289

線源なし
総カウント： 119330
計測時間(秒)：4146
1秒当たりのカウント数：29

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39

2(0,2.2)のガウス部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目
2回目
3回目

光電ピーク
2093 (E)

光電ピーク
2082 (E)

光電ピーク
2051 (E)4回目

光電ピーク 2070±21(E)光電ピーク
2054 (E)2022/3/4

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40

3(2.2,2.2)にコリメーターを置いた時
3回目

2回目

1回目
線源あり1回目
総カウント： 1031119
計測時間(秒)：4002
1秒当たりのカウント数：
257.7

4回目

線源あり2回目
総カウント： 1054038
計測時間(秒)：3983
1秒当たりのカウント数： 264.6
線源あり4回目
総カウント： 1077120
計測時間(秒)：3986
1秒当たりのカウント数：
270.2

2022/3/4

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今井彩加・田頭陽菜線源あり3回目
総カウント： 1053151
計測時間(秒)：4000
1秒当たりのカウント数： 263.3

線源なし
総カウント： 120566
計測時間(秒)：4134
1秒当たりのカウント数： 29.2
41

4(-2.2,0)にコリメーターを置いた時
2回目

1回目
線源あり1回目
総カウント： 1084489
計測時間(秒)：3971
1秒当たりのカウント
数： 273

3回目

線源あり2回目
総カウント： 1273662
計測時間(秒)：3999
1秒当たりのカウント
数：319

線源あり3回目
総カウント： 1222571
計測時間(秒)：4007
1秒当たりのカウント数：305

4回目
線源あり4回目
総カウント： 1281217
計測時間(秒)：3994
1秒当たりのカウント数：
320.8

2022/3/4

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線源なし
総カウント： 117183
計測時間(秒)：4116
1秒当たりのカウント数：2942

5(0,0)にコリメーターを置いた時
1回目

2回目

3回目

線源あり1回目
総カウント： 1268574
計測時間(秒)：4003
1秒当たりのカウント
数： 316.9

4回目

線源あり2回目
総カウント： 1429892
計測時間(秒)：3975
1秒当たりのカウント数： 359.7

線源あり4回目
総カウント： 1443130
計測時間(秒)：4008
1秒当たりのカウント数： 360.1

2022/3/4

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今井彩加・田頭陽菜線源あり3回目
総カウント： 1286493
計測時間(秒)：4003
1秒当たりのカウント数： 321.4

線源なし
総カウント： 114664
計測時間(秒)：4156
1秒当たりのカウント数： 27.6
43

6(2.2,0)にコリメーターを置いた時(PMTとBGOが隣り合っている位置)
1回目

4回目

2回目

3回目

線源あり1回目
総カウント：1118559
計測時間(秒)：3989
1秒当たりのカウント数：
280

総カウント：PCでの測定回数2万でのスケーラーでの回数
計測時間(秒)：PCで2万回測定までにかかった時間
1秒当たりのカウント：1秒当たりでのスケーラーでのカウント数
2022/3/4

赤色：線源あり
青色：線源なし
線源ありとなしの時の総カウントの値で重みをつけている。

線源あり2回目
総カウント： 1249786
計測時間(秒)： 3997
1秒当たりのカウント数：
313

線源あり4回目
総カウント：1189540
計測時間(秒)：4010
1秒当たりのカウント数：297

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜線源あり3回目
総カウント： 1253500
計測時間(秒)：3978
1秒当たりのカウント数：
315

線源なし
総カウント： 112720
計測時間(秒)： 4124
1秒当たりのカウント数： 27.3
44

6(2.2,0)のガウス部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目

3回目

2回目

光電ピーク
2149 (E)

光電ピーク
2066 (E)

光電ピーク
2262 (E)

4回目

光電ピーク
2132 (E)2022/3/4

光電ピーク 2152±81(E)卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

45

7(-2.2,-2.2)にコリメーターを置いた時
1回目

線源あり1回目
総カウント： 978364
計測時間(秒)：3990
1秒当たりのカウント数：245

2022/3/4

3回目

2回目

線源あり2回目
総カウント： 1138334
計測時間(秒)：4011
1秒当たりのカウント数：284

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜線源あり3回目
総カウント： 1144126
計測時間(秒)：4030
1秒当たりのカウント数：284

線源なし
総カウント： 114781
計測時間(秒)：4182
46
1秒当たりのカウント数：27

8(0,-2.2)にコリメーターを置いた時
1回目

線源あり1回目
総カウント： 1154088
計測時間(秒)：3997
1秒当たりのカウント数：289

2022/3/4

2回目

3回目

線源あり2回目
総カウント： 1267296
計測時間(秒)：4010
1秒当たりのカウント数：316

線源あり3回目
総カウント： 1138120
計測時間(秒)：4023
1秒当たりのカウント数：283

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

線源なし
総カウント： 112943
計測時間(秒)：4218
47
1秒当たりのカウント数：27

8(0,-2.2)のガウス部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目

2回目

光電ピーク
1955 (E)

3回目

光電ピーク
2111 (E)

光電ピーク
2080 (E)

4回目

光電ピーク
2138 (E)2022/3/4

光電ピーク 2071±81(E)卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

48

9(2.2,-2.2)にコリメーターを置いた時
1回目

2回目

3回目

総カウント： 1104249
総カウント： 1137666
計測時間(秒)：4010
計測時間(秒)：3995
1秒当たりのカウント数： 275.4 1秒当たりのカウント数： 284.8

総カウント： 1029446
計測時間(秒)：3986
1秒当たりのカウント数： 258.3
線源なし
総カウント： 112411
計測時間(秒)：4184
1秒当たりのカウント数： 26.9

2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

49

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

2022/3/4

１

２

３

４

５

６

７

８

９

⑨

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

50

改善後

6(2.2,0)の位置ではかりなおした結果
1回目

線源あり1回目
総カウント： 1195521
計測時間(秒)：4020
1秒当たりのカウント数:297.4

3回目

2回目

線源あり3回目
総カウント： 1250086
計測時間(秒)：4013
1秒当たりのカウント数:311.5

線源あり2回目
総カウント：1185322
計測時間(秒)：4020
1秒当たりのカウント数:294.9

線源なし
総カウント： 112720
計測時間(秒)： 4124
1秒当たりのカウント数： 27.3
2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

51

2(0,2.2)の位置ではかりなおした結果
1回目

3回目

2回目

4回目
線源あり1回目
総カウント： 1181296
計測時間(秒)：4021
1秒当たりのカウント数:293.8

線源あり2回目
総カウント： 1174762
計測時間(秒)：4033
1秒当たりのカウント数:291

線源あり3回目
総カウント： 1256730
計測時間(秒)：4018
1秒当たりのカウント数:313

線源あり4回目
総カウント： 1252475
計測時間(秒)：4027
1秒当たりのカウント数:311

総カウント：PCでの測定回数2万でのスケーラーでの回数
計測時間(秒)：PCで2万回測定までにかかった時間
1秒当たりのカウント：1秒当たりでのスケーラーでのカウント数
2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

線源なし
総カウント： 119330
計測時間(秒)：4146
1秒当たりのカウント数：2952

8(0,-2.2)の位置ではかりなおした結
果
3回目
2回目
1回目

4回目

2022/3/4

線源あり1回目
総カウント： 1151200
計測時間(秒)：4026
1秒当たりのカウント数:286

線源あり2回目
総カウント： 1141882
計測時間(秒)：4011
1秒当たりのカウント数:285

線源あり3回目
総カウント： 1138482
計測時間(秒)：4012
1秒当たりのカウント数:284

線源あり4回目
総カウント： 1149286
計測時間(秒)：4027
1秒当たりのカウント数:285

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

線源なし
総カウント： 112943
計測時間(秒)：4218
1秒当たりのカウント数：2753

6(2.2,0)ではかりなおしたときのガウス部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目

3回目

2回目

光電ピーク
2128 (E)

光電ピーク
2109 (E)

光電ピーク
2184 (E)

光電ピーク 2140±39(E)2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

54

2(0,2.2)ではかりなおしたときのガウス部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目
3回目
2回目

光電ピーク
2085 (E)

光電ピーク
2057 (E)

光電ピーク
2126 (E)4回目

光電ピーク 2099±34(E)光電ピーク
2126 (E)2022/3/4

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

55

8(0,-2.2)ではかりなおしたときのガ
ウス部分のFit結果
前ページのヒストグラムからバックグラウンドを引いたヒストグラム
1回目

3回目

2回目

光電ピーク
2124 (E)

光電ピーク
2086 (E)

光電ピーク
2124 (E)4回目
光電ピーク
2079 (E)2022/3/4

光電ピーク 2103±24(E)

卒業研究発表会

今井彩加・田頭陽菜

56

現状の問題点• 測定したい物理現象のγ線だけでなく、ビームバックグラウンドのγ線も同時に測定している• 現在使用しているCsI(Tl)結晶は発光減衰時間が長いためバックグラウンドのパイル

アップが雑音レベルの上昇をもたらしているのが問題となっている• Belle II実験ではバックグラウンドγ線が衝突点から2mくらい離れたところに発生頻度の高いところがあることがわかっているが排除はできない

陽電子(4GeV)

電子(7GeV)

引用元：2021年度五屋郁美さん卒業スライド
2022/3/4
卒業研究発表会 今井彩加・田頭陽菜

57