6 Plastic Scintillator SAINTGOBAIN CRYSTALS BC 404 BC

6 中性子検出器の概要 • 中性子検出器の構成 Plastic Scintillator 　(SAINT-GOBAIN CRYSTALS) 　　　BC 404 , BC 408 , BC 412 , BC 416 , BC 420 Light Output, %Anthracene Rise Time [ns] Decay Time [ns] Pulse Width, FWHM [ns] Wavelength of Max, Emission [nm] Light Attenuation Length [cm] Bulk Light Attenuation Length [cm] Effective Light Output 種類によって光量や 減衰長が異なる BC 404 68 0. 7 1. 8 2. 2 408 140 160 61. 9 BC 408 64 0. 9 2. 1 ~2. 5 425 210 380 61. 5 ５種類をテスト ５×５×３０ cm BC 412 60 1. 0 3. 3 4. 2 434 210 400 57. 8 BC 416 38 4. 0 5. 3 434 210 400 36. 6 適当なものを選ぶ 必要がある BC 420 64 0. 5 1. 3 391 140 110 55. 8

Fuji test beamline (KEK)でのビームテスト （１）BC 408　BC 416 Trig lテストするScintillator２本 l両読みTrig. Scinti(PMT-H 2431) ビーム ３回のテスト （１）BC 408&BC 416&Trig （２）BC 404&BC 412&Trig 時間差を距離０で測定。 （３）BC 420&BC 408&Trig ビームのMomentumの揺 らぎの影響を抑える。 １回のテストで３つのTOFの ヒストグラム。 BC 408 -BC 416 BC 408 -Trig BC 416 -Trig この分布からσを求める。 Slewing Correction後 7

Fuji test beamline (KEK)でのビームテスト テスト（１） σ[ps] 組み合わせ BC 408&BC 416 76. 63 BC 408&Trig 63. 58 BC 416&Trig 88. 83 テスト（２） σ[ps] 組み合わせ BC 404&BC 412 63. 83 BC 404&Trig 62. 55 BC 412&Trig 83. 58 テスト（３） σ[ps] 組み合わせ BC 420&BC 408 56. 03 BC 420&Trig 63. 44 BC 408&Trig 69. 57 80 psをきる分解能 例：テスト（１） σBC 408&BC 4162 = σBC 4082 + σBC 4162 σBC 408&Trig 2 = σBC 4082 + σTrig 2 σBC 416&Trig 2 = σBC 4162 + σTrig 2 σBC 408 , σBC 416 , σTrig がそれぞれ求まる。 一つのScintillatorでも50 psをきる分解能(10~20 psの系統誤差) 8

11 低エネルギー中性子に対する反応評価 Stop 中性子ＯＦＦ Start Stop Cf-252 Scinti Start 中性子ＯＮ パラフィン 種類によ って３倍 ほどの差 が表れた。 反応した中性子の rateからScintillatorの 検出効率を比較 Start BC 408 BC 404 BC 420 BC 408 BC 416 Stop BC 420 BC 404 BC 408 BC 420 BC 404 BC 420 BC 408 BC 416 BC 408 rate[Hz] 0. 325 0. 760 0. 561 0. 481 0. 496 0. 447 0. 372 0. 276 0. 361 低エネルギーではあるが、 中性子に対して感度がある。

Scintillator SAINT-GOBAIN CRYSTALS　カタログより Light Output, %Anthracene Rise Time [ns] Decay Time [ns] Pulse Width, FWHM [ns] Wavelength of Max, Emission [nm] Light Attenuation Length [cm] Bulk Light Attenuation Length [cm] No. H Atoms [× 1022/cc] No. C Atoms [× 1022/cc] Ratio H: C Atoms No. of Electrons [× 1023/cc] Effective Light Output BC 404 68 0. 7 1. 8 2. 2 BC 408 64 0. 9 2. 1 ~2. 5 BC 412 60 1. 0 3. 3 4. 2 BC 416 38 4. 0 5. 3 BC 420 64 0. 5 1. 3 408 425 434 391 140 210 210 140 160 380 400 110 5. 21 4. 74 1. 100 3. 37 5. 23 4. 74 1. 104 3. 37 5. 25 4. 73 1. 110 3. 37 5. 21 4. 74 1. 100 3. 37 61. 9 61. 5 57. 8 36. 6 55. 8

Scintillator SAINT-GOBAIN CRYSTALS　カタログより Light Output, %Anthracene Rise Time [ns] Decay Time [ns] Bulk Light Attenuation Length [cm] Effective Light Output BC 404 68 0. 7 1. 8 BC 408 64 0. 9 2. 1 BC 412 60 1. 0 3. 3 BC 416 38 4. 0 BC 420 64 0. 5 160 380 400 110 61. 9 61. 5 57. 8 36. 6 55. 8 BC 404 > BC 408 > BC 420 (> BC 412) > BC 416 低エネルギー中性子に対する反応評価より BC 404 > BC 408 > BC 420 > BC 416

Gamma detector Cs. I EMCalorimeter T-violation’s one is assumed “at this moment”. （D. V. Dementyev et al. , Nucl. Instrum. Meth. A 440(2000), 151） 21 Me. V/c 2 29 Me. V/c 2 ΔＥ/E = 1. 62%/√E + 0. 8% ΔＥ/E = 3 %/√E (conservative) Acceptance for w is evaluated as 58%.