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口頭

高感度マイクロチャンネルプレートの絶対検出効率測定

的場 史朗; 守屋 宗祐*; 高橋 果林*; 石川 学*; 小泉 哲夫*; 城丸 春夫*

no journal, , 

マイクロチャンネルプレート(MCP)では粒子がチャンネル内に入射しないと電子増倍が起きないので、検出効率の上限はMCPの開口率によって制限される。そこで、開口部にテーパー加工を施して実効的に開口率を90%まで上げたテーパー型高感度MCPの製作に取り組み、その検出効率の測定を行った。高感度型MCPの検出効率は、測定したエネルギーの全領域(0.2-15keV)で通常のMCPの検出効率を上回っている。入射エネルギーが高い領域での検出効率は89%となり、これは実効的な開口率(90%)に迫る。このように、イオン検出において開口部におけるテーパー加工が有効であることが確かめられた。さらに、検出効率におけるイオンの質量依存性についても測定を行った。その結果、エネルギーを質量の二乗根で除算した値を用いることで、異なるイオン種においても検出効率を規格化できることを確認した。

口頭

Absolute detection efficiency of a high sensitivity microchannel plate

的場 史朗; 守屋 宗祐*; 小泉 哲夫*; 石川 学*; 高橋 果林*; 城丸 春夫*

no journal, , 

A micro channel plate (MCP) consists of a large number of micro channels which are formed by etching a lead glass matrix. Particles are detected if those are injected into the channel of an MCP. Therefore, the detection efficiency of an MCP is limited by the open-area-ratio (OAR) which is defined as the ratio of the total area of the channel entrances (open-area) to the one of the MCP surface. We have fabricated the tapered MCP (T-MCP) having the channels with enlarged entrances to increase the effective OAR. The absolute ion-detection efficiency has been measured in single-ion counting mode. The detection efficiencies of the T-MCP are close to the effective OAR at higher ion energy and greater than that of (the previous) MCP in the energy range between 0.5 and 13.5 keV. The higher detection efficiency for an ion is validated for the T-MCP.

口頭

高感度テーパー型マイクロチャンネルプレートの絶対検出効率測定

的場 史朗; 城丸 春夫*; 小泉 哲夫*; 高橋 果林*; 守屋 宗祐*; 石川 学*

no journal, , 

マイクロチャンネルプレート(MCP)は、鉛ガラスに電子増倍作用がある直径10$$mu$$m程度の細孔を2次元的に配列した板状の検出器であり、荷電粒子,短波長の光子,高速中性粒子等に対して感度を持つ。MCPでは粒子が細孔に入射しないと検出されないので、検出効率の上限はMCP表面全体と細孔開口部との比である開口率によって制限される。われわれは開口率を上げれば検出効率を増加させることができると考え、入射部にテーパー加工を施して90%まで開口率を向上させたMCP(T-MCP)の開発を行った。このT-MCPと市販されているMCP(開口率62%)を用いて、0.5-13.5keVの入射エネルギーの範囲でXeイオン及びNeイオンの検出効率を測定した。市販のMCPの検出効率は、低いエネルギー領域ではエネルギーの増加に伴い上昇し、Neイオンでは3keV以上、Xeイオンでは4keV以上の入射エネルギーでそれぞれ一定値(65%)を示した。一方、T-MCPの場合、同様な測定でNeイオンでは4keV以上、Xeイオンでは6keV以上の入射エネルギーでそれぞれ一定値(89%)を示した。入射エネルギーが高い領域でのT-MCPの最大検出効率はテーパー部も含んだ物理的な開口率に迫り、イオン検出においてテーパー加工が有効であることが確かめられた。

口頭

テーパー型マイクロチャンネルプレートのイオン検出効率

的場 史朗; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 千葉 敦也; 山田 圭介; 神谷 富裕; 小泉 哲夫*; 高橋 果林*; 石川 学*; 守屋 宗祐*; et al.

no journal, , 

マイクロチャンネルプレート(MCP)は、電子増倍作用がある直径10$$mu$$m程度の細孔を鉛ガラスに2次元的に配列した板状の検出器である。細孔に入射した粒子が検出されるので、検出効率はMCPの表面積に対する全細孔の開口面積の比である開口率によって制限され、開口率が60%前後の従来のMCPの最大検出効率は60%程度である。そこで、開口率を上げれば検出効率が増加すると考え、入射部にテーパー加工を施して開口率を90%にしたMCPを開発し、0.5-13.5keVのXeイオン及びNeイオンに対する検出効率を測定した。検出効率は低いエネルギー領域ではエネルギーの増加に伴い上昇した。これは二次電子放出率がエネルギーとともに上昇するためだと考えられる。一方、Neイオンでは4keV以上、Xeイオンでは6keV以上のエネルギーで検出効率はいずれも一定値89%を示し、テーパー部も含んだ開口率に迫った。以上の結果から、テーパー加工を施して開口率を向上させることがイオン検出の高効率化に有効であることが確かめられた。

口頭

高感度マイクロチャンネルプレートの希ガスイオンに対する絶対検出効率の測定

石川 学*; 小泉 哲夫*; 高橋 果林*; 城丸 春夫*; 的場 史朗

no journal, , 

電子増倍作用がある直径10$$mu$$m程度の細孔を鉛ガラスに2次元的に配列した板状の検出器であるマイクロチャンネルプレート(MCP)の検出効率の最大値は、表面積に対する全細孔の開口面積の比である開口率にほぼ等しいことが知られている。このことから、細孔に入射した粒子のみが検出されると考えられている。そこで、検出効率を向上させる目的で、入射部にテーパー加工を施して開口率を増大させたMCPを開発し、これまでに開口率90%で最大検出効率90%を得た。今回は、開口率が約100%のMCPを試作し、従来型MCPの検出効率と比較するために多くの測定例があるHeイオンに対する検出効率を測定した。その結果、従来型MCP(開口率約60%)の最大検出効率は60%であり、開口率約100%のMCPの最大検出効率は91%であった。100%近い開口率ではMCP表面において平坦部がなくなるのでテーパー縁部での電位勾配が従来型MCPと異なると考えられ、開口部の形状によって検出効率が変化する可能性があることがわかった。

口頭

テーパー型マイクロチャンネルプレートの絶対検出効率測定

的場 史朗; 石川 学*; 高橋 果林*; 小泉 哲夫*; 城丸 春夫*

no journal, , 

マイクロチャンネルプレート(MCP)の最大検出効率は、表面積に対する全細孔の開口面積比(開口率)とほぼ等しいことが知られている。市販の一般的なMCPでは開口率は50%-60%である。我々は、検出効率を向上させる目的で、入射部にテーパー加工を施して開口率を約100%に増大させたMCPを開発した。このMCPについて、過去に多くの測定例があるHeイオンに対する検出効率を測定した。その結果、最大検出効率は91%であった。開口率100%のMCPでは、テーパー縁部での電場分布が従来型MCPと異なり、テーパー縁部で生成した二次電子がチャンネル部に入射する確率が少なくなるので、検出効率が開口率より低下すると考えられる。

口頭

高開口率テーパー型マイクロチャンネルプレートのイオン検出効率測定

的場 史朗; 鳴海 一雅; 齋藤 勇一; 山田 圭介; 千葉 敦也; 小泉 哲夫*; 高橋 果林*; 石川 学*; 城丸 春夫*; 加藤 遼也*; et al.

no journal, , 

マイクロチャンネルプレート(MCP)の最大検出効率は、検出器の全表面積に対する粒子検出部である多数の細孔の全開口面積の比(開口率)とほぼ等しいことが知られている。市販の一般的なMCPでは、機械的強度の制約により開口率は50%-60%で、検出効率も同程度である。本研究では、検出効率を最大限に向上させる目的で、円筒状細孔の粒子入射側にテーパー加工を施して開口部を大きくすることで開口率を約100%に増大させたMCPを開発した。このMCPについて、Ar$$^{q+}$$(${it q}$=1, 2, 3)のビームに対する検出効率を、0.5keVから1.08MeVの範囲で測定した。検出効率は、低いエネルギー領域ではエネルギーの増加に伴い上昇した。これは二次電子放出率がエネルギーとともに上昇するためだと考えられる。一方、50keV以上での検出効率は100%であり、イオン検出の高効率化のために開口部を大きくする方法として、テーパー加工が有効であることが確かめられた。

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