Developments of a new data acquisition system at ANNRI

ANNRIにおける新データ収集系開発

中尾 太郎; 寺田 和司; 木村 敦   ; 中村 詔司  ; 岩本 修  ; 原田 秀郎   ; 片渕 竜也*; 井頭 政之*; 堀 順一*

Nakao, Taro; Terada, Kazushi; Kimura, Atsushi; Nakamura, Shoji; Iwamoto, Osamu; Harada, Hideo; Katabuchi, Tatsuya*; Igashira, Masayuki*; Hori, Junichi*

J-PARC物質・生命科学実験施設ANNRIビームラインのデータ収集系更新作業が行われた。MLFのビームパワーは2008年に比較して2015年には20倍以上となり、ビーム量の増大によりビームラインユーザーはより高統計の実験データを取得できるようになった。ビームパワー増大に対応するため、ANNRIにおけるGe検出器アレイのデータ収集システムが更新された。データ収集システムは同時に、中性子全断面積測定のために整備されているLi glass検出器の信号取得のためにも用いられる予定である。コミッショニング実験が0.1mm厚の金サンプルを用いてJ-PARCの500kW陽子ビームを用いて行われた。捕獲断面積および全断面積測定両方について飛行時間法の適用性が試験された。Ge検出器アレイについて、ADCおよびTDCの非線形性、エネルギー分解能、多チャンネルコインシデンスおよび不感時間の性能が測定された。Ge検出器の不感時間は従来のデータ収集システムに比較して、少しのエネルギー分解能劣化を許容すれば1/4になっていた。

A new data acquisition system (DAQ system) in J-PARC Materials and Life Science Experimental Facility (MLF) ANNRI was developed. Increasing beam power of MLF in recent years allows beam line users to obtain high quantity experimental data yields. Compared to 2008, more than 20 times beam current is achieved in 2015. For the purpose to correspond strong beam power of MLF, a new DAQ system for the array of the Ge detectors in ANNRI is developed. The DAQ system is also going to be used for processing signals from a Li glass detector, which is under development at ANNRI for measurement of total neutron cross sections. Commissioning experiment of a new DAQ system at ANNRI was performed by using 0.1mmt Au sample with 500kW J-PARC proton beam power. An applicability of time-of-flight method for both neutron capture and total cross-sections measurements was checked. ADC and TDC nonlinearity, energy resolution, multi-channel coincidence and dead time performance for the array of the Ge detectors were also evaluated. The dead time value for Ge detectors was successfully decreased to 1/4 from the previous DAQ system with minor deterioration on energy resolution. The author would like to thank the accelerator and technical staff at J-PARC for operation of the accelerator and the neutron production target and for the other experimental supports. Present study includes the result of "Research and Development for accuracy improvement of neutron nuclear data on minor actinides" entrusted to the Japan Atomic Energy Agency by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan (MEXT).