Transcript パワーポイント（4.27MB） - 首都大学東京 高エネルギー実験研究室

KEK-B Linac 陽電子生成用
単結晶標的の共同開発
高エネルギー実験研究室
春名 毅
目次
1. 概要（目的）
2. 実験方法
3. 解析結果
4. 結論
研究目的
Ｂファクトリー陽電子生成用標的としての
タングステン単結晶の可能性を実験的に評価
高強度の陽電子源の開発
以下測定
陽電子生成率の…
①標的の厚さ依存
②運動量依存(10MeV/c･20MeV/c)
③多結晶標的との比較
06/03/08 卒業研究発表会
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現在の加速器の陽電子源
重金属多結晶標的に
電子ビームを照射
⇒電磁シャワー中から発生する
陽電子を後段で捕獲し、再加速。
Ｂファクトリー入射器では、陽電子源の標的として、
14mmの多結晶のタングステンが用いられ、
運動量 5～10MeV/cの陽電子を再加速している。
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単結晶標的内でのγ線生成の特徴
単結晶標的
コヒーレント制動放射
電子の制動放射により放出さ
れたγ線が結晶の周期性に
よって干渉して強め合う
チャンネリング放射
結晶軸（面）にほぼ平行に電子が入
射したときに電子は螺旋運動をしな
がら干渉性のあるγ線を放射する。
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高強度のγ線
⇒高強度の陽電子生成
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高エネルギー加速器研究機構（KEK）
KEK-B Linac
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実験装置
～10-3torr
単結晶タングステン
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多結晶タングステン
3～18mm(3mm間隔)
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陽電子の運動量を選択
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実験条件
電子ビーム
エネルギー： 4GeV
バンチ幅（FWHM)： 10psec
強度： 0.2nC/bunch(～109)
ビームスポットサイズ（FWHM)：～1.8mm
12.2mm
標的(タングステン：放射長X0=3.5mm)
多結晶標的：3～18mm(3mm間隔)
単結晶標的：2.2, 5.3, 8.9, HIP11, 12.2mm
結晶軸：<111>
実験目的が少し違う
①HIPによって結晶がダメージを受けていないか
②ビームの入射方向によって結晶軸は変わらない
か
HIP加工済み11mm
※HIP:熱間等方圧加圧法(High Isostatic Pressing)
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陽電子強度
ロッキングカーブのフィッティング
Γ
B
ビーム軸に対して結晶軸を回
転して、陽電子強度を測定。
⇒角度依存がわかる。
Single Lorentzian
f ( x) 
x0
結晶標的の厚さ
垂直方向の回転(mrad)
A
x  x0 2   2
2
B
2.2・5.3mm⇒Double Lorentzianでフィット
8.9・HIP11・12・14.2mm⇒Single Lorentzianでフィット
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実験結果(ロッキングガーブ)
Off-Axis
On-Axis
Back Ground
Back Ground
V(mrad)
V(mrad)
Double Lorentzianでのフィット
※
8.9mm Pe+=20MeV/c
陽電子強度
陽電子強度
5.3mm Pe+=10MeV/c
Single Lorentzianでのフィット
Off-Axisの陽電子生成量は、多結晶標的の陽電子生成量と
同等ということは、実験的に確かめられている。
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EnhancementとRocking Curve の半値幅
Enhancement：On-Axis/Off-Axis
ＨＩＰターゲット
HIPターゲット
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陽電子生成量の厚さ依存性
約11%
約16%
10MeV/c
20MeV/c
陽電子の運動量が低い方が、
ターゲットの厚いところで、強度がピークになる。
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まとめと結論
• KEK Linacで陽電子の強度を上げる実験を
行った。
• 単結晶による効果は、多結晶に比べて
10MeV/c⇒約11%
20MeV/c⇒約16%
• HIP加工をしても単結晶はダメージを受けな
いことが確認された。
• Linacでは、陽電子ステーションから出てく
る5～10MeV/cの陽電子を、再加速させてい
る為、最適な厚さは約14mmである。
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今後の予定
夏に向けて、KEK-B Linacの陽電子ステーショ
ンに単結晶タングステン標的を実装する準備を
する。
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おしまい
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データの取得
Beam Current Monitor
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Detector
Lead-Glass Cherencov
Counter
Incident to Positron
Lucite Cherencov Counter
PMT×4
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Geant4によるシミュレーション
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Off Axisは本当にAmorphousか!?
笹原さんの修論より抜粋
Off-Axisは、Amorphousと同等と言える。
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Rocking Curve of HIP Target
e-
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e-
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結晶軸のビームの入射方向依存
Peak Position
H 軸(m rad) V軸(m rad)
①
-9
-13
②
0
- 1 3 でした。
結晶軸は、ビームの入射方向によって変化しない
と言える。
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