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イメージインテンシファイアを用いたミュオンビームプロファイルモニタの開発

Development of a muon beam profile monitor using an image intensifier

伊藤 孝; 豊田 晃久*; 髭本 亘; 田島 美典*; 松田 恭幸*; 下村 浩一郎*

Ito, Takashi; Toyoda, Akihisa*; Higemoto, Wataru; Tajima, Minori*; Matsuda, Yasuyuki*; Shimomura, Koichiro*

パルスミュオンビームを用いる実験では、大量のミュオンがその寿命よりも短い時間内に標的にやってくるため、ミュオン1個毎の$$mu e$$崩壊を識別することは不可能である。このため、標的外に止まったミュオンの崩壊イベントを識別してリジェクトするという、連続状ビームに対してよく用いられる方法は使えない。よって、パルスミュオンビームによる実験では、ビームを標的に対し効率よく照射することが求められる。これを実現するためには、標的周辺の詳細なビームプロファイルをオンラインで測定し、ビームチューニングにフィードバックする必要がある。このためのビームプロファイルモニタには、高空間分解能とリアルタイム性が要求される。我々は、J-PARCミュオン科学実験施設の$$mu$$SR分光器との共存を考慮して、新たにコンパクトなミュオンビームプロファイルモニタを開発した。このプロファイルモニタは、プラスチックシンチレータ、ゲートイメージインテンシファイア(ゲートII)、および冷却CCDカメラを主要コンポーネントとし、ミュオンビームがシンチレータに入射した際に発生したシンチレーション光を撮像することによりビームプロファイルを得る。ゲートIIによって光学像を増強することにより、明瞭なビームプロファイルが約20秒という短時間で得られた。

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