JP2016004024A - ミュオン軌跡検出器及びミュオン軌跡検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ドリフトチューブは、その中心に陽極ワイヤが張られており、ミュオンのような荷電粒子がドリフトチューブ内を通過すると内部に封入されているガスが電離されて電子が発生する。この発生した電子が、陽極ワイヤに到達することでミュオンの通過が検出される。
図1に示すように、第1実施形態に係るミュオン軌跡検出器10は、複数層に(好ましくは少なくとも3層以上)配置された複数のミュオン検出器のいずれかがミュオンの通過を検出して出力した検出信号に基づいて検出信号の測定を測定部12に開始させる測定開始制御部14と、測定の開始後に、設定されたリセット時間内に検出信号が出力されない場合には測定をリセットさせる一方、出力される場合には同一のミュオンによる検出イベントとして識別するために設定されるゲート時間の間、検出信号の測定を測定部12に実行させる測定終了制御部15と、検出イベントのそれぞれに対して、ゲート時間内に測定された検出信号に基づいて求めたミュオン検出器それぞれの通過位置からミュオンの飛行軌跡を導出する軌跡導出部20と、を備えている。
測定部12は、ミュオン通過検出部11における全検出時間が終了後、同一のゲート時間内に検出された検出信号を同一のミュオンによる検出イベントとしてデータを整理し、各検出イベントの測定データをイベント抽出部18に送信する。
P:B層以上で検出される確率P
X:各層の検出確率
A:全層数
B:検出される層数
第1パターン記録部23は、予め設定されたミュオンの軌跡のそれぞれに対応して通過が予想される検出器番号の検出パターンを保存するものである。各検出パターンには、各層ごとに1つの検出器番号が保存されている。
一方、リセット時間内に検出信号の出力が有る場合には、ゲート信号をON状態で維持して、ゲート時間の間、検出信号の測定を継続する(S13:NO、S15)。
図10は、本発明に係るミュオン軌跡検出器10の第2実施形態を示す構成図である。なお、第1実施形態と対応する構成および部分については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
第2パターン記録部28には、予め想定されるミュオンの軌跡のそれぞれに対応した検出器番号(ch)の検出パターンが別々のメモリに保存されている。
11 ミュオン通過検出部
12 測定部
13 OR信号生成部
14 測定開始制御部
15 測定終了制御部
16 ゲート時間設定部
17 リセット時間設定部
18 イベント抽出部
19 ノイズ除去部
20 軌跡導出部
21(21a,21b) シンチレータ検出器
22(22a,22b) ドリフトチューブ
23 第1パターン記録部
24 第1除去部
25 軌跡推定部
26 位置情報計算部
27 第2除去部
28 第2パターン記録部
29 データ記録部
30 パターン一致評価部
31 放射線測定部
Claims (9)
- 複数層に配置された複数のミュオン検出器のいずれかがミュオンの通過を検出して出力した検出信号に基づいて前記検出信号の測定を測定部に開始させる測定開始制御部と、
測定の開始後に、設定されたリセット時間内に前記検出信号が出力されない場合には測定をリセットさせる一方、出力される場合には同一の前記ミュオンによる検出イベントとして識別するために設定されるゲート時間の間、前記検出信号の測定を前記測定部に実行させる測定終了制御部と、
前記検出イベントのそれぞれに対して、前記ゲート時間内に測定された前記検出信号に基づいて求めた前記ミュオン検出器それぞれの通過位置から前記ミュオンの飛行軌跡を導出する軌跡導出部と、を備えることを特徴とするミュオン軌跡検出器。 - 前記ミュオン検出器のいずれか1つから前記検出信号が出力された際に成立信号を前記測定開始制御部に出力するOR信号生成部をさらに備えて、
前記測定開始制御部は、前記成立信号を入力したときに前記検出信号の測定を前記測定部に開始させることを特徴とする請求項1に記載のミュオン軌跡検出器。 - 前記検出イベントの中から、前記検出信号に対応する前記ミュオン検出器が所定の層以上で検出されている前記検出イベントを抽出するイベント抽出部を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のミュオン軌跡検出器。
- 前記検出イベント内の前記検出信号の中から、測定された前記検出信号に対応する前記ミュオン検出器の検出器番号を用いて前記ミュオン以外を起因として検出された前記検出信号を除外するノイズ除去部を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のミュオン軌跡検出器。
- 前記ノイズ除去部は、
予め設定された前記ミュオンの軌跡のそれぞれに対応する前記検出器番号を検出パターンとして保存する第1パターン記録部と、
検出された前記ミュオン検出器の前記検出器番号と前記検出パターンとを照合して、所定の条件以上で合致する前記検出パターンに含まれない前記検出器番号に対応する前記検出信号を除外する第1除外部と、を備えること特徴とする請求項4に記載のミュオン軌跡検出器。 - 前記ノイズ除去部は、
検出された前記ミュオン検出器の前記検出器番号から前記ミュオンの推定軌跡を求める軌跡推定部と、
前記推定軌跡のそれぞれに対して前記ミュオン検出器の前記通過位置を計算する位置情報計算部と、
計算された前記通過位置と検出された前記検出信号に基づく前記通過位置とを比較し、最も偏差が小さくなる前記推定軌跡を求めて、この推定軌跡を通過しない前記検出器番号に対応する前記検出信号を除外する第2除外部と、を備えること特徴とする請求項4に記載のミュオン軌跡検出器。 - 前記測定開始制御部は、
予め設定された前記ミュオンの軌跡のそれぞれに対応する前記ミュオン検出器の検出器番号の検出パターンを保存する第2パターン記録部と、
前記ミュオン検出器から出力される前記検出信号を一時的に記録するデータ記録部と、
出力される前記検出信号に対応する検出器番号と前記検出パターンとを順次照合して、所定の条件以上で合致した場合に前記検出信号の測定を前記測定部に開始させるパターン一致評価部と、を有して、
前記測定部は、データ記録部に一時的に記録された前記検出信号と測定された前記検出信号とをあわせて同一の前記ミュオンによる前記検出イベントとすることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のミュオン軌跡検出器。 - 前記ミュオン通過検出部の近傍に設けられ、前記ミュオン通過検出部の周囲の放射線強度を測定する放射線測定部をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のミュオン軌跡検出器。
- 複数層に配置された複数のミュオン検出器のいずれかがミュオンの通過を検出して出力する検出信号に基づいて前記検出信号の測定を測定部に開始させるステップと、
測定の開始後に、設定されたリセット時間内に前記検出信号が出力されない場合には測定をリセットさせる一方、出力される場合には同一の前記ミュオンによる検出イベントとして識別するために設定されるゲート時間の間、前記検出信号の測定を前記測定部に実行させるステップと、
前記ゲート時間に基づいて識別された前記検出イベントのそれぞれに対して、前記ゲート時間内に測定された前記検出信号に基づいて求めた前記ミュオン検出器それぞれの通過位置から前記ミュオンの飛行軌跡を導出するステップと、を含むことを特徴とするミュオン軌跡検出方法。
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