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Usage of a capillary plate as a pre-gas-amplification device for a neutron microstrip gas chamber

中性子検出マイクロストリップガスチャンバーの前段ガス増幅素子としてのキャピラリープレートの使用

中村 龍也  ; 正岡 聖; 山岸 秀志; 坂佐井 馨  ; 曽山 和彦  ; 相澤 一也  

Nakamura, Tatsuya; Masaoka, Sei; Yamagishi, Hideshi; Sakasai, Kaoru; Soyama, Kazuhiko; Aizawa, Kazuya

前段ガス増幅素子としてキャピラリープレートを適用した中性子検出用マイクロストリップガスチャンバー(MSGC)の高ヘリウム3ガス圧下における検出器性能を評価した。中性子捕獲により生成された初期電子はキャピラリープレートによりその数を増大し下流に配置されたMSGCにより収集され中性子入射位置を検出する。キャピラリープレートとMSGC素子間の電圧・電界配置を最適化することでMSGCにおける電荷収集効率を最大17%まで高めることに成功し、3気圧10%エタン混合ガスにおいて検出器システムの実効ガスゲイン600を達成した。さらに、キャピラリープレートの信号波高が信号対雑音比に優れる点に着目し、キャピラリープレートの波高値を用いてバックグランド(電子回路雑音,$$gamma$$線による信号など)との明確な弁別を行いそのうえでMSGCアノード信号と同期のとれたもののみを計測する手法を適用することで検出器システムの低バックグランド化が図れることを実証した。

A capillary plate (CP) comprising an assembly of fine glass tubes was applied as a pre-gas-amplification device for a microstrip gas chamber (MSGC) operating under high-gas pressure of helium-3 for use in neutron detection. The collection efficiency of the electrons between the CP and MSGC was maximally 17% using neutrons. The effective gas gain of the detector system was $$sim$$600 at a gas pressure of 3 atm with a 10% mixture of ethane with helium-3, confirming the feasibility of the CP as a pre-gas-amplification device. Moreover, we demonstrated that the coincidence measurement of the signals between the CP and the anodes of MSGC decreased the background levels of electronics noise, electronic discharges, and $$gamma$$-rays, indicating that a detector system with a low background can be constructed using the CP.

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分野:Engineering, Electrical & Electronic

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