Gamma Irradiation at Takasaki


高崎ガンマ線照射実験の概要

量子科学技術研究開発機構の高崎量子応用研究所にあるガンマ線照射施設を使用する

施設リンク( ガンマ線照射施設 - 量子科学技術研究開発機構 (qst.go.jp))

主に半導体センサーの表面損傷の影響を調べるために使用

コバルト60のガンマ線が照射され、初日にセットアップして数日後に取りに行く形で数日当て続けることで目的の放射量にする

最大約10kGy/h、最低0.2kGyの線量率まで調整でき、その線量率で何時間当てるかで調整可能

※施設内で照射棟が3つ、照射室が8つあり、それらすべて合わせての線量率の範囲なので、同じ照射室でそのすべてのレンジが使えるわけではない点は注意。(複数の照射点のサンプルを同時に充てたいときなど)

May 2015

Motivation

現在開発を行っているピクセル検出器においてピクセル境界での検出効率低下が見られてきた。

この検出効率低下が表面損傷なのかバルク損傷なのかの問題の切り分けを行うため、ガンマ線照射を2015年5月に行った。

高崎量子応用研究所食品照射棟で照射試験を行った。基本的スペックはURL通り。

照射前に線源からの距離依存性 _20150428_F2cell.pdf のグラフをもらえるので、照射量ごとに距離と時間を設定する。

May2015(2015.4.28~2015.5.8) KEK79,81,93を照射(これらのセンサーは2015Jun Testbeam@CERN → 2015July proton-irrad@CYRIC → 2015Sep Testbeam@CERN)

線源から5cm(11.4kGy/h)で10days 、total dose ~ 2.4MGy

実際の照射量は"Radix"をセンサーの裏と表に貼り、3hourでの照射量から計算

  KEK79 KEK81 KEK93
Front 33.6kGy/3h 32.9kGy/3h 31.1kGy/3h
Back 26.4kGy/3h 26.1kGy/3h 24.0kGy/3h
→大体、10kGy/h

Photo

May 2021

目的:AC-LGADとSOIの放射線耐性(TID)に関しての研究のため

PhotoGallery

GammaIrradiation202105Photo < Main < TWiki (kek.jp)

LGADグループのモチベーション

2020年度から研究を続けているAC-LGADの放射線耐性について、TIDによる影響を調べたいということでサンプルをつくることに

DCLGADではそれほど影響はないということが分かっており、今回のサンプルのAC電極をもつLGADセンサーでも同じように影響が小さいのかどうか確かめる

SOIグループのモチベーション

陽子線照射のNIELダメージから推定したの値に近い照射量を当て、実際にTIDの影響を調べる

General Infomation(詳しくはこちらのリンクから)

Takasaki202105GeneralInfomation

<照射点>

1MGy,250kGy,100kGy,70kGy,10kGy

実験に用いたサンプルや実際に当たった照射量などは以下のスプレッドシートを参照

スプレッドシート(https://docs.google.com/spreadsheets/d/1-IBBZsO1cNratAGKuuagLyobqdHeFne238j4aanYzuw/edit?usp=sharing)

LGAD詳細

TWikiページ( TakasakiACLGAD2021May < Main < TWiki (kek.jp))

を参照

(そこまで詳しく書いてないため、上のスプレッドシートやGenralInfomationページを見てください)

Gy概算メモ

吸収線量Gy:物質1kgが1Jの放射線を吸収したら1Gy

以下の条件を使ってガンマ線のエネルギーからGyを概算した

  • 照射するセンサー
    • 3mm角、厚さ200um
    • シリコン製、密度2.33g/cm^3 --> 質量0.00419g
  • コバルトからのガンマ線のエネルギー:1.3MeV
  • 放射線量:4.7ペタBq
  • ガンマ線のシリコン透過率:0.998
    • 比重が同じ(はずの)コンクリートが25cmで透過率0.1になることから計算
    • y(透過率)=10^(-x/250) xはmm
今回は1m離れた場所に置いたセンサーの吸収線量を概算

計算式

(吸収線量/h)=(センサー面積/1mの球の体積)

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Topic revision: r11 - 2021-05-30 - TatsukiUeda
 
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