Calo Prediction Trial Nagoya University F - LAB Kunihiro Morishima.
Particle ID by range-scattering method T. Toshito(Nagoya univ.) Inspired by Takahashi’s yesterday...
-
date post
21-Dec-2015 -
Category
Documents
-
view
213 -
download
0
Transcript of Particle ID by range-scattering method T. Toshito(Nagoya univ.) Inspired by Takahashi’s yesterday...
Particle ID by range-scattering method
T. Toshito(Nagoya univ.)
Inspired by Takahashi’s yesterday presentation of fragments
Particle ID by range-scattering method
0/6.13 Xxp
zMeV
Scattering:
Range:
)(2
fz
MR
Range as number of 1mm iron plates
Numerical calculation
proton
αscat
teri
ng b
y a
1mm
iron
pla
te
55MeV
220MeV
High precision data of nuclear fragmentation is required to improve heavy ion therapy.Data base constructionGeant4 tuning
target(for example H2O)beam
Projectile fragmentsalmost same velocity as beam
R&D of emulsion technology
NIRS HIMAC P152to study fragmentation by emulsion
Multi particle detection
400MeV/u 12C
lucite (1mm)
H2O(2mm)
OPERA-film×4+lucite(1mm)
Lead ECCOPERA-film(29)+Pb(1mm)+OPERA-film(28)+Pb(1mm)+ …+Pb(1mm)+OPERA-film(1)
29cm 4.4cm
Multi(65) layer water target chamber Dec.2004
Vertex detector Analyzer
400MeV/u 12C
lucite (1mm)
H2O(2mm)
OPERA-film×4+lucite(1mm)
Lead ECCOPERA-film(29)+Pb(1mm)+OPERA-film(28)+Pb(1mm)+ …+Pb(1mm)+OPERA-film(1)
29cm 4.4cm
Multi layer water target chamber
Vertex detector Analyzer
400MeV/u 12C
lucite (1mm)
H2O(2mm)
OPERA-film×4+lucite(1mm)
Lead ECCOPERA-film(29)+Pb(1mm)+OPERA-film(28)+Pb(1mm)+ …+Pb(1mm)+OPERA-film(1)
29cm 4.4cm
Multi layer water target chamber
Vertex detector Analyzer
430MeV/u 12C~4000events~12000tracks
2cm22cm
Ekine=430 ~ 200MeV/u
400MeV/u 12C
lucite (1mm)
H2O(2mm)
OPERA-film×4+lucite(1mm)
Lead ECCOPERA-film(29)+Pb(1mm)+OPERA-film(28)+Pb(1mm)+ …+Pb(1mm)+OPERA-film(1)
29cm 4.4cm
Multi layer water target chamber
Vertex detector Analyzer
400MeV/u 12C
lucite (1mm)
H2O(2mm)
OPERA-film×4+lucite(1mm)
Lead ECCOPERA-film(29)+Pb(1mm)+OPERA-film(28)+Pb(1mm)+ …+Pb(1mm)+OPERA-film(1)
29cm 4.4cm
Multi(65) layer water target chamber
Vertex detector Analyzer
Analyzer (Lead ECC)
All fragments with Z 4≧such as 10B,9Be are stopped.
Low energy fragments with Z 3≦such as 7Li,6Li,α,p,d,t are stopped.
(majority of Z 3 fragments pass through)≦
Precise measurement of scattering is possible.
Analyzer
Test data taking by UTS will be done soon.
Considered as appropriate bench to study particle IDfor nuclei of Z 6 using ≦ range-scattering method.
Applicable to DONUT analysis
水槽
エマルションフィルム12.5cm10
cm
OPERA 実験用に大量生産中
87 層
40cm 21cm
厚さ293μm
炭素 - 水反応収集用 水ターゲットチェ
ンバー人体の主要構成物質
2004 年 1 月マシンタイム
430MeV/u β=0.72 12C ビーム12000 本 /2cm×2cm
87 層
水
遮光防水フィルム厚さ ~128μm
3mm
30cm
エマルションフィルム44μm 両面塗り 205μmTAC ベース
87 層水中飛程 ~30cm
ビームが静止するまでのエネルギー領域をカバー
Energy Scaling• 始点:加速器によるビームエネルギー (430MeV/u)• 終点:反応を起こさないビームが到達する深さを
3mm 間隔のサンプリングで測定• 途中: GEANT4 によるモンテカルロ計算で内挿
反応点の深さ⇔炭素ビームのエネルギーエネルギー絶対値の誤差< 2%
深さ
12C ビーム430MeV/u
終点:測定点
物質量の補正
エネ
ルギ
ー
パルスハイトによる電荷の分離
・・・・・・
Z=1 Z=2
Z=62 次粒子 入射粒子
16 層
ピクセル0.3μm× 0.3μm
Ekine=430~100MeV/u
44μm
検出された飛跡
パルスハイト
パルスハイト:フィルム 1 枚あたりの平均ピクセル数Z=1 の粒子に対しては∝ dE/dx(β)
Z 3≧
2004 年 12 月 1 日マシンタイム
水 (H2O) とアクリル (C5H8O2) の複合ターゲット 低感度エマルションの導入 ( リフレッシュ )⇒ 電荷の区別可能
検出器のアップグレード
Normal エマルション
低感度 :~1/538℃ リフレッシュ
水 水 水
2mm 低感度 :~1/740℃ リフレッシュ
アクリル ( 厚さ 1mm)
400MeV/u
12C
65 層
1 層目 24 層目多重度 2 以上の反応の 2 次粒子
40℃
リフ
レッ
シュ
38℃ リフレッシュ
BC
Be
Li
He10.7cm パルスハイト
Z=6 まで電荷を識別
65 層のうち上流側 24 層分