村上武、仲吉一男、関本美智子、田中真伸、 GEMを用いたMPGD 2005年10月14日 内田智久 KEK 測定器開発室 村上武、仲吉一男、関本美智子、田中真伸、 池野正弘、氏家宣彦、宇野彰二（KEK) 中野英一（大阪市大） 杉山晃（佐賀大）
Outline GEM 応用 今後の予定
GEM foil 140 μm Polyimide φ = 70μm 5 μm Cu 50 μm 5 μm 10cm 10cm Scienergy Co., Ltd. 製 5 μm 50 μm Polyimide Cu 5 μm
GEM detector 55Fe (5.9 keV X-ray) HV Drift plane HV Drift GEM1 Transfer-1 R GEM2 Transfer-2 R GEM3 Induction R R Readout pads Triple GEM detector
Test chamber Drift plane HV Gas GEM Pre-amp.
Pulse shape and spectrum 55Fe (5.9 keV X-ray) GEM foilからの信号 ED=0.5kV/cm ΔVGEM=325V ET=1.6kV/cm EI=3.3kV/cm 240mV Readout padからの信号 20ns Sigma/Mean≒8.8%
GEM Foil PCB
Gain (ΔVGEM) 104 ArCO2 (70:30) P10 103 102 ED=0.5kV/cm ET～1.6kV/cm EI ～ 3.2kV/cm ArCO2 (70:30) ED～0.5kV/cm ET～1.8kV/cm EI～3.6kV/cm P10 103 102
応用 X線吸収画像 TPC 中性子構造解析
GEMの利点 安価、大型化容易 ガス増幅部と読み出し部とが独立 多段化可能 高電場が局在 ガス検出器の特徴を生かす。 多段化可能 低電場 放電を避けられる。 他の補助にも出来る 高電場が局在 放電の抑制効果
TPC GEMを用いる利点 イオンフィードバックが少ない 非連続なワイヤー部分での EｘB問題が避けられる 佐賀大との協同
MPGD回路図解説 TM2005/6/17 4層(500μ)400mmSQ. VATAｘ16chips FLAT40;CN8～16 40P VATAｘ16chips GEM Spacer hole 3.2Φx４（117x117) PAD;ICPAD1～16(data ,cont 83pad) PAD;XVPAD1(data 250pad) PAD;YVPAD1(data 250pad) 補強板 PAD;YVPAD2(data 250pad) FLAT10;TWIST1 10P FLAT40;CN1～7 40P ストリップピッチ；400μ ストリップ幅 表面;20-100μ 裏面;340μ カプトン厚 50μ PAD;XVPAD2(data 250pad) 2層 (50μ) 110mmSQ. FLAT40;70mmx9mm :(80mmSQ.)x2個所 FLAT10;TWIST 10P ;Bonding wire;(83x16+32x16+250x4=2840wires TM2005/8/9 オンラインエレキにて
今後の予定 GEMの理解 信号の広がりなど ２次元読み出し 進行中 硬X線検出器 金メッキGEM 中性子検出器 ボロン蒸着GEM