１６００ Pixel ＭＰＰＣの 中性子照射計画

1. １６００Pixel ＭＰＰＣの中性子照射計画 筑波大学　素粒子実験研究室 山崎秀樹

2. 中性子照射による影響 • 高エネルギーハドロン粒子による主な影響 • Bulkの損傷(非電離的な影響) 　　　　　　　　　　　格子欠陥が生じ、それによる新たなエネルギー準位を形成しされ、荷電子帯から伝導帯への遷移確率を上昇させ、暗電流の増加の原因になる 支配的な影響 • その他の影響　　 表面電荷の蓄積 　　　　　　　　　　　酸化膜にSiO2-Si界面に負の電荷が蓄積する　　　　　　　　　　この影響でストリップ付近に強電場が発生し、暗電流の原因にある→γ線ではこの影響が支配的になる

3. Calorimeterでの中性子被爆量 • バーテックス検出器に飛来する中性子の数は KEK 杉本さんから提供されたトラペより 109～1010n/cm2/yearのオーダーである この結果からカロリメータには 　 105～106n/cm2/yearのオーダーで飛来すると予想される 　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　なので例えば１０年での照射量を考えた場合、107n/cm2/yearの照射量を当てれば十分な量になる

4. 100Pixel、400Pixelでの照射結果 Leakage Currentの測定結果 Ia/Ib #neutrons[/cm2]

5. 照射までの場所と日程 • 場所　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 茨城県那珂郡東海村　東京大学原子炉　「弥生」 • 日程　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 • 測定システムのSetup 現在進行中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 • 11月12日から測定機器搬入、現地で照射前の測定を行う • 15日　午前　照射　　　　　　　　　 照射量 107n/cm2 １サンプルあたり数分で終わる (照射中のバイアス電圧は数パターンに分ける必要がある？) 107n/cm2以下の照射も可能 午後 照射後の測定　　　　　　　　　 16日 （予備日） • KEK Beam Test 19日～25日

6. 測定項目 • 照射中 Leakage Current • 照射前と照射後 Gain Noise Rate Cross Talk P.D.E 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 レファレンス用のMPPCを使用し、相対光量を求める Leakage Current

7. 用いる測定機器 • 測定器開発室で調達するのは NIM Clock Generator NIM Gate Generator NIM Delay NIM Discriminator NIM AMP CAMAC ADC CAMAC Scalar CC7700 PCI ボード CC7700 クレート&ケーブル　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 CAMAC DiscriminatorECL to NIM ConverterUSB to GPIB Converter or GPIB PCI ボード　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　マルチメーター　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　バイアス電源 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　LEMOケーブル • 筑波大学から調達するのは NIM Coincidence AMPの電源

8. 照射後の取扱い • 照射後の取扱いについて γ線照射の時とは違い、 今回はBulkの損傷(非電離な影響、格子欠陥)が主になるので、 照射後の熱的な撹拌によるアニーリングを抑えるため、ドライアイスで一時冷却保存して測定 また、外に持ち出せる線量かどうかは現地で判断する。

9. 課題 • 温度環境 • 照射室の温度調節は出来ず、モニターするのみになる • 中性子によるMPPCに対する実際の吸収線量の見積もり • あてる中性子のエネルギー分布は分かっているので • GEANT4によるシミュレーションで出す • PDE測定は現状のSetupでいいのか？　　　　　　　　　　　　　　　　　　 • 　再現性の確認

10. 照射の了承 • 今回の照射で新たにサンプルを使って照射を行うので、皆様の中性子照射の承諾を頂きたいと思います　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　宜しくお願い致します