CsI(Tl) 2005/03/

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1 CsI(Tl) 2005/03/ X

2 NeXT( 1) 20keV CCD CCD X CCD CCD X (20keV 100keV) X CsI(Tl) X 1 X NeXT 2 X X X X

3 2 CsI(Tl) CsI(Tl) ( 2) 50mm 50mm 2mm 100kev X CsI(Tl) cm 2 /g 4.51g/cm 3 100keV X 80% γ 2mm 2mm 1.NaI(Tl) kg/m 3 NaI(Tl) 410nm NaI 40 K 2.CsI(Tl) 3

4 NaI(Tl) ( kg/m 3 ) NaI(Tl) 45% nm NaI CsI K 1µ 3.CsI(Na) NaI(Tl) 85% nm 4.CaF2(Eu) X NaI nm 5.BGO( Bi4Ge3O12) CsI(Tl) 3.2 H9500 ( 3) = mm 52mm 39mm 52mm 52mm 49mm 49mm mm 3.04mm mm 3.04mm V photocathode) dynode) ( ) 256 4

5 3 H PMT (dark carrent) (thermionic emission) 50mm / ADC ) 6 ( 16 PMT ADC 4 ( ) = (CH3 + CH4) (CH1 + CH2) CH1 + CH2 + CH3 + CH4 ( ) = (CH1 + CH4) (CH2 + CH3) CH1 + CH2 + CH3 + CH4 5

6 図6 図5 抵抗チェーン 抵抗チェーン回路図 実際には ADC のチャンネル出力をそのまま用いて比を取らずに ADC の下駄 (ADC にアナログ信号を入 力しなくてもゲート信号 変換開始信号を入れると出力される値) を引いた上で比を取った 4 方針と設定 4.1 実験方針 今回使用したマルチアノード光電子増倍管は のセルを持つが以下の実験では図 7 に示した中心付近 8 8 のピクセルを重視した NeXT 衛星望遠鏡部の有効面積の角度依存性 (図 8) によると 硬 X 線の場合 光軸から 3.5arcmin 以上傾くと効率は1桁落ちる 一方増倍管のセルは 3mm 角 望遠鏡の焦点距離を 12m とすると 4 セルの視野はおよそ 3.5atcmin になる よって端は望遠鏡による光子の効率が極端に落ちるので 中心付近を優先して高い分解能を実現したいと考えたためである (図 9) 実験の目標は実際作った検出装置の位置分解能とエネルギー分解能を調べることである 抵抗チェーンの み 或いは光電子増倍管とシンチレータのみでの位置分解能評価を行い それぞれの部分が位置分解能に及 ぼす影響を調べた また最適な抵抗値を見つけるために抵抗チェーンの抵抗値をいろいろ変えてみることも 行った 4.2 セットアップ 今回の実験のセットアップを図 10 に示した マルチアノード光電子増倍管からの信号を抵抗チェーンを通 し 読み出し数を減らした後 プリアンプ シェーパーで増幅 整形しピークホールド型 ADC を用いてその 大きさを測定した ADC のゲート信号 及び変換開始信号はダイノード出力にスレスホールドをかけること で作った スレスホールドのレベルは光電子増倍管の最もゲインの良いセルでダイノードのスペクトルをと り そのスペクトルでからノイズの切れるレベルを調べ 設定した マルチアノード光電子増倍管からの生の 信号オシロスコープで見たものをを図 11 プリアンプ シェーパーを通って ADC に入る前の信号 ゲート信 号 変換開始信号をオシロスコープで見たものを図 12 に示した Shaper はアノード出力に対しては豊伸電子の NO12-V ダイノード出力に足してはクリアパルスの CP4417 6

7 NeXT 9 NeXT 7

8 10 11 PMT 12 SCA ORTEC 550A Delay&GateGenerater Techland N-TM307 ADC CP1113A ADC FANUC VMIVME CH1+CH2+CH3+CH4 8

9 13 1/ /4 13kΩ kΩ mm 3mm(1 ) 57 Co X (122keV) ( X ) ( 0 ) ( 1 ) 57 Co 15 9

10 mm 16 10

11 X ( (%)) 2 ( ) 100(%) ( 13kΩ) 17 X 18, (%) (%)

12 ( ) ( ) mm,2.7mm X 1/4 1 1/4(4 4 ) 1/4 3 3( ) ( 20)

13 21 13kΩ 13kΩ mm 16 16= mm kΩ % 39.6% 4 13

14 22 23 ( 22) ( 23) (CH1+CH2 ):(CH3+CH4 ) (CH1+CH2 )/(CH3+CH4 ) 1 13kΩ 13kΩ,1kΩ,100Ω 50kΩ 50kΩ,5kΩ,1kΩ 13kΩ 1kΩ , kΩ 1kΩ (%) (%) 13k k 1k k 13k k 1k k 5k k 50k ( ) 14

15 (%) (%) 13k 1k k 13k k 1k k 5k k 50k ( ) kΩ 1kΩ X 57 Co(122keV) X 17.0mm ( 4.4mm) 2.5mm ( 2.7mm) 25 PMT 7.0mm 3mm PMT 3.5mm 24 13kΩ 1kΩ 15

16 X 26 2 ( 4 ) % 48.9% PMT 3.1mm 3.4mm 59.8% 54.5% PMT 4.3mm 16

17 26 (256 13kΩ 1kΩ) 3.9mm ( 3mm) 1 ( 6mm) 4.4mm 2.4mm Co(122keV) 1 27,28 29,

18 mm Ba(80keV,356keV), 109 Cd(88keV), 57 Co(122keV) 31,32 :(CH)=15.7(± 0.1) (energy[kev]) (± 8.9) 18

19 31 ( ) 32 ( ) :(CH)=17.4(± 1.1) (energy[kev])+111.4(± 133.8) 57 Co % 11.9% 4 4CH ADC AD 4 4CH ADC keV Co(122keV) PMT

20 33 4ch ( ) 80keV (Ba133) keV (Cd107) keV (Co57) keV (Ba133) ( 4 ) PMTgain (%) (%)

21 6 6.1 X X 6 3.1mm 3.4mm 0.89arcmin 0.97arcmin 9.5keV 6 X 122keV 12m θ = arctan (m) 12(m) tanθ(rad) = (m) 12(m) 360 2π 60(arcmin) = 0.97 θ = arctan (m) 12(m) tanθ(rad) = (m) 12(m) 360 2π 60(arcmin) = X 3mm 12m X

22 100Ω 100Ω 100Ω 10 13kΩ 1kΩ 50kΩ 5kΩ 100Ω 10kΩ 3 ( 12 ( ) 7 13k1k ( 13kΩ 1kΩ) 13k1k5k 12 5kΩ 13k1k5k50k 3 ( ) 50kΩ 13k1k 13k1k5k 13k1k5k50k (3 3) (%) (%) (4 4) (%) (%) kΩ 1kΩ GND 10kΩ10kΩ ( ) mm 22

23 6.2.3 PMT 1.5mm (PMT ) PMT 7 ( 3 ( GND ) 256 PMT VME VME P6 P6 23

24 PDF CR GND P6 P6 ( ) ASTRO-E

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