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MPPCを用いたproportional scintillation mode Xenon TPCの多チャンネル読み出しシステム

概要

二重ベータ崩壊探索のため高圧キセノンガスによるTPC検出器の開発を行っている。高いエネルギー分解能を得るために、電子雪崩増幅は用いず、電離電子を低電圧で加速することでelectroluminescence光を発生させ光検出器で読み出す(proportional scintillation mode)。光検出器としてはMPPCを多数配置する。64、約2,000そして50,000チャンネルと段階的に検出器を大きくしていくことを目指す。本プロジェクトでは多チャンネルで、比較的遅い(数百μs)信号を安価に読み出すため、Saclayにより開発された64channel 511cell switched capacittor arrayを搭載したASICチップAFTERないし後継のAGETを用いたフロントエンドボードおよびその読み出しシステムの開発を行う。

メンバー
  • 市川温子, Atsuko K. Ichikawa(代表:京都大学、准教授)
  • 田中駿祐,Shunsuke Tanaka*(京都大学、M1)
  • 中村輝石, Kiseki Nakamura(京都大学、研究員)
  • 潘晟, Sei Ban*(京都大学、M2)
  • 身内賢太郎, Kentaro Miuchi(神戸大学、准教授)
  • 池野正弘, Masahiro Ikeno(KEK、シニアフェロー(技術職))
  • 内田智久, Tomohisa Uchida(KEK、准教授) 
機能・特徴

各ボードの入力チャンネル数は64。にAFTERないしAGETを2個配置し、low gain用とhigh gain用に用いる。analog sum信号を出力する。FADCチップを一つ搭載しデジタル化し、FPGAでエンコードしたのちにTCPで送信する。1MHz samplingの予定だが、25MHzまで対応可能。各MPPCのバイアス電圧設定も行う。

公開予定リソース

回路図

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