Þ¶ ¥ m Ö «ù p § T Ó Þ X ¢ þ { ÚP X Ö þ u § Ê k Ä V È° Ë Ñ= k < gX c lÊ Ý ¤V R Ë ì Å

(1)

ú n

Þ¶ ¥ m Ö «ù p § T Ó Þ X ¢ þ { ÚP X Ö þ u § Ê k Ä V È° Ë Ñ= k < gX c lÊ Ý ¤V R Ë ì Å

%

· n ç ¡0 å ^∗ · . > ÷ 7 B · ¼ ÿ + ä £ Ó

Â

Òí ß @ / < Æ § Ó ü to < Æõ , Â Òí ß @ / < Æ § Ù þ Ó ü to ~ ½ Ó l Õ ü t ½ ¨ è, Â Òí ß 609-735

»4 * °

{ 9

: r ¦\ -t 5 Å ql ½ ¨l ½ ¨, KEK, s v 305-0801, { 9 : r

4 w H. > Z 9

(Å Ò)ô Ç{ 9 " é ¶ § 4 , î ß ª 430-817

(2006¸ 11 Z 4 3{ 9 ~ Ã Î6 £ §, þ j7 á x : r 2006¸ 12 Z 4 28{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

é ß

| ¾ Ó^ Û ¼w E $ \ ' Ó ü t PPOü < POPOP_ | 9 | ¾ Óq \ ¦ 100 : 1 : 0.05 g_ 0 l x ¸q Ð D ¥½ + Ë # U ´ s

80 cm e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ ü < ¿ ºa 0.3 mm · û ª É r e ¦o Û ¼w E $ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ ] j % i

. Ä ºÅ Ò ` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ Ø ¦´ òÖ ¦ É r BC-408 Ø ¦ ´ òÖ ¦_ 99.92 ± 0.080 %

° ú

כ` ¦ Ð% i . KEK-PS_ π2 c _ × ¼ : r c ` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ô Ç y û Z U ´s H Â ú ª É r $ í ì rs 5.8 cms ¦ | $ í ì rs 46 cmÜ ¼ Ð z ¤ . ¿ ºa · û ª É r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ H " é ¶ § 4 _ < Æ" é ¶ MC-50 s 9

þ

t Ðà Ô : r_ ª $ í c s ½ ¨o ³ ð& h \ { 9 ÷ &# Q Ò q t$ í ) a ª $ í ü < × æ ª · û ª É r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ :

xõ " f { 9 H \ -t ü < ^ \ -t 2 " é ¶ ì r í\ " f ª $ í ü < × æ ª \ ¦ ½ ¨ì r % i .

PACS numbers: 67.57.K, 29.40.M

Keywords: e ¦o Û ¼w E $ , e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ , y û Z U ´s , F gÃ ºÖ ¦, ∆E-E

I. " e Â ] Ø

e

¦o Û ¼w E $ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ H " é ¶ ñ ± ú É r Ó ü t| 9

Ð s À Ò# Q4 R e # Q y s × æ$ í \ ¦ 8 £ ¤& ñ l \ ´ ò Ö

¦s ± ú ¦ \ -t ì rK 0 p xs a % ~t · ú § . Õ ª Q Ã º ns_

ñy û Zr ç ß õ Å Ò É r ñ ¸2 £ §r ç ß ` ¦ 4 R ì rK 0 p x s

a % ~Ü ¼ 9 X <× ¼ e (dead time)s & h . Õ ªo ¦ × æ½ + Ëì ø Í 6

£

xÜ ¼ Ð ç ß é ß y ë ß [ þ t Ã º e ¦ # Q t ¸ ª Ü ¼ Ð ë ß [ þ t Ã

º e Ü ¼ 9 s ø ß © & h M :ë H\ , V , É r & h ` ¦ t

H @ / { 9 _ r ç ß ` ¦ 8 £ ¤& ñ é ß 0 AU ´s { © \ -t

<

Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ HX < V , o æ ¼s ¦ e . Õ ªo ¦ y _

>

rF # Â Ò\ ¦ · ú Ã º e # Q ( á Ô % 3 ] j6 xÜ ¼ Ð ¸ ~ 1 > Ö ¸6 x

½ +

É Ã º e [1].

e

¦o Û ¼w E $ e ¦ Û ¼h Ë :\ @ / { 9 t [

þ

tõ Ù ü t2 x © ñ 6 xÜ ¼ Ð \ -t \ ¦ { 9 > ) a . s \ - t

\ ¦ ~ Ã Î É r [ þ t H ì r H î ß & ñ ô Ç © I Ð ÷ &[ t ° ú M :

ü @ % ò % i _ $ 3 F g` ¦ ? /# Q Z ~ HX < ] j 16 x| 9 _ PPO

∗

E-mail: [email protected]

(2.5-diphenyloxazole)ü < ] j 26 x| 9 POPOP (1,4-bis-2-(5- phenyloxazolyl))\ _ K " f F g 7 £ xC ' as Ø ¦ ½ + É Ã º e

H 420 nm H% _ y n C` ¦ ? /# Q Z ~ H [2]. e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F

g^ \ " f Ò q t$ í ) a y n C É r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ ? /Â Ò\ ¦ : xõ

" f F g 7 £ xC ' aÜ ¼ Ð y n Cs [ þ t# Q ¸> ) a . s y n C_ ª

É

r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ t H o \ y û Z > ÷ &

H e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ × æכ ¹ô Ç : £ ¤$ í × æ_ s . Õ ªo

¦ { 9 _ 7 á xÀ Óü < { 9 _ \ -t \ é ß 0 A U ´s { © {

9 H \ -t Ø Ô . { 9 _ \ -t \ É r é ß 0 A U ´s {

©

{ 9 # Q! Qo H \ -t (∆E-E)\ ¦ s 6 x Õ ª { 9 _ 7 á x À

Ó\ ¦ · ú Ã º e .

:

r ½ ¨\ " f H × æ½ + Ëì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð ] j ô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _

: £ ¤$ í ` ¦ ½ ¨ ¦ ¿ ºa · û ª É r e ¦ Û ¼h Ë :` ¦ ] j # {

9 ó ø ÍZ > ` ¦ 0 Aô Ç ½ ¨\ ¦ % i .

II. ÷ m Ç ] M ö

e

¦o Û ¼w E $ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ ] j É r · ú À Òp ³ o u d ¦` ¦ s

6 xô Ç × æ½ + Ëì ø Í6 £ xÜ ¼ Ð ] j % i . d ¦ É r Fig. 1_ d ¦` ¦

-112-

(2)

Fig. 1. Schematic view of an aluminum case frame.

]

j % i . d ¦ É r · ú À Òp ³ o u` ¦ s 6 x % i Ü ¼ 9 8 £ ¤ \ ^ ¦ à

Ô\ ¦ s 6 x # ¸w n # ì ro ½ + É Ã º e > % i . é ß | ¾ Ó

^

Û ¼w E $ s D ht · ú §> l 0 A # · ú À Òp ³ o u ó ø Í s H z

´o B H` ¦ 6 x # } ¤ . Õ ªo ¦ ? /Â Ò\ 10 × 130 × 800 mm ³ · ú À Òp ³ o u ó ø Í` ¦ V , ` ¦ Ã º e > # U ´s 80 cm, Z }s þ j@ / 13 cm, ¿ ºa 5 cmõ 2 cm e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F

g^ \ ¦ ] j ½ + É Ã º e > % i . s d ¦` ¦ s 6 x # é ß | ¾ Ó

^

Û ¼w E $ (styrene)6 xB 100 g\ ] j 16 x| 9 PPO\ ¦ 1 g, ]

j 26 x| 9 POPOP\ ¦ 0.05 g_ | 9 | ¾ Óq Ð & ñ | ¾ Ó # · ú À Ò p

³ o uÜ ¼ Ð ] j ô Ç d ¦\ V , # Q D ¥½ + Ë % i . é ß | ¾ Ó^ Û ¼w E $ õ

' Ó ü ts ¸ ú [ O s > l 0 AK | ¸l \ V , # Q 100 ¸

\

" f 1r ç ß & ñ ¸ Z ~ é H Ê ê × æ½ + Ëì ø Í6 £ xs { 9 # Q H : r

¸ 120 ¸ Ð \ P % i . × æ½ + Ëì ø Í6 £ x É r Ã º r ç ß ? /\ { 9

#

Q t ë ß ì ø Í6 £ x t · ú § É r é ß | ¾ Ó^ Û ¼w E $ É r Ò o¾ ú ` ¦ 7

>

# e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ : £ ¤$ í ` ¦ å Ô> Ù ¼ Ð, # ì r _

é ß | ¾ Ó^ Û ¼w E $ ` ¦ ì ø Í6 £ xr v 7 £ xµ 1 Ïr v l 0 AK 150r ç ß s © \ P % i . × æ½ + Ëì ø Í6 £ x Ê ê : r ¸\ ¦ / å L y Í

ty r v e ¦o Û ¼w E $ \ 6 £ x§ 4 s µ 1 ÏÒ q t Ù ¼ Ð e ¦ Û ¼h Ë :

$ 3

F g^ _ : £ ¤$ í \ É r % ò ¾ Ó` ¦ p u l M :ë H\ 12r ç ß s

©

" f" fy | ¸l ? /\ " f Í ty % i [3].

d

¦\ " f e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ · p Ê ê x 9 a A l > \ ¦ s 6 x

# 9 כ ¹ô Ç + þ AI Ð / B N % i Ü ¼ 9, 2 ; ;õ Â Ò× ¼ Qî r

Fig. 2. Experimental setup for detection efficiency mea- surement.

Fig. 3. Electronic circuit diagram for detection efficiency measurement.

;Ü ¼ Ð ÷ &# Q e H ¦5 Å q r l l \ ¦ s 6 x # ³ ð / B N

`

¦ % i . 2 ; ;\ H ½ © ¸ Ð\ ¦ 6 x % i Ü ¼ 9, Â Ò× ¼ Q î

r ;\ H { 9 É r ] j (PIKAL)\ ¦ 6 x # ³ ð

/ B N` ¦ % i . s õ & ñ ` ¦ 5 g þ j7 á x& h Ü ¼ Ð ß ¼l

800 × 115 × 50 mm ³ , 770 × 100 × 20 mm ³ õ ¿ ºa · û ª

É

r 0.3 × 75 × 45 mm ³ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ ] j % i

.

e

¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ ´ òÖ ¦` ¦ ½ ¨ l 0 AK © 6 xÜ ¼ Ð ´ ú § s

6 x H BC-408 (BICRON)õ ] j ô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F

g^ \ ¦ Fig. 2ü < ° ú s © u % i . Õ ªo ¦ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F

g^ Ð ) a Ø ¦l \ ¦ ª A á ¤\ ¿ º# Q ¿ º > h_ Ø ¦l \ ¦ 1 l xr

\

t H Ä ºÅ Ò s ? /Â Ò\ e H e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ t

¸2 ¤ % i . ´ òÖ ¦_ 8 £ ¤& ñ r Ð ¸ H Fig. 3õ ° ú s Ä º Å

Ò s ¿ º > h_ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ Ø ¦l \ ¦ 1 l xr \ t

° ú

M : > s à Ô\ ¦ \ P # QÅ Ò H 1 l xr > Ã º r Ð\ ¦ ë ß [ þ t% 3 Ü ¼ 9, ë

H) 3 · ú É r −10 mV Ð % i .

Fig. 4. Schematic view of experimental setup at the KEK π2 beamline.

{ 9

: r ¦\ -t 5 Å ql ½ ¨l ½ ¨ (KEK) ª $ í d ç ß ¼

Ðà Ô : r π2 c \ " f Ã º GeV/c î r1 l x| ¾ Ó` ¦ s : r,

ª

$ í , × æ ª c ` ¦ s 6 x # y û Z U ´s ü < F gÃ ºÖ ¦` ¦ ½ ¨

% i . Fig. 4 H KEK-PS π2 c õ z ´+ « > © u ¸s

. 12 GeV Ð 5 Å q ) a ª $ í H Ñ þ F K³ ð& h õ Ø æ[ t # s

c (π, p, d, µ, e, K)` ¦ ë ß [ þ t# Q · p . s c É r 4> h _

ô a $ 3 õ 4> h_ 4F G $ 3 ` ¦ : xK π2 c Ü ¼ Ð

¸> ) a . { 9 \ ¦ Ø ¦ H e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ Ø ¦ l

(SA0, SA1, SA3, SA4) H 4 > hs 9, \ ¦ ½ ¨Z > l 0

A # Û ¼ ^ E $ ïá Ô Ø ¦l (GC1, GC2) 2 > h\ ¦ ¿ º% 3

. SA3 Ø ¦l H 20 × 20 × 10 mm ³ _ ß ¼l Ð _ Û ¼à Ô

½ +

É e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ Ð · ú ¡\ ¿ º# Q 20 × 20 mm ² _

(3)

Fig. 5. Schematic view of ∆E-E system using MC-50 proton beams at KIRAMS.

% ò

% i _ c ` ¦ × þ % i . Û ¼ ^ E $ ïá Ô Ø ¦l H 1 l

· ú

_ CO 2 \ ¦ G 0 > t ° ú M : Ò q t$ í ÷ & H ^ E $ ïá Ô F

gÜ ¼ Ð \ ¦ Ø ¦ % i . > s à Ô ¸| É r Coincidence Register\ ¦ 6 x # × ¼ : r > s à Ô, > s à Ô\ ¦ 1 l xr

\

~ Ã Î> % i . × ¼ : r > s à Ô H SA1, SA2, SA3_ ñ

1 l xr \ ñ ¸ ¦ Û ¼ ^ E $ ïá Ô ¸t · ú §` ¦ M

: Ð ¦, > s à Ô H SA1, SA2, SA3_ ñ 1 l x r

\ ñ\ ¦ ? / ¦ Û ¼ ^ E $ ïá Ô Ø ¦l ñ\ ¦ ? / H s

$ à Ô Ð % i . 1 GeV/c_ c Ü ¼ Ð X-Y Stage\ ¦ s 6 x

# c ~ ½ Ó ¾ Óõ Ã ºf ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 50 mmç ß Ü ¼ Ð ` l

"

f 8 ú x \ P $ Á t & h \ @ /K " f e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ y û Z U ´ s

\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . ô Ç 8 £ ¤& ñ { © 10 ⁵ > h_ s $ à Ô\ ¦ ~ Ã Î s

: rõ ª $ í _ s $ à Ô Ø æì r > % i . F gÃ ºÖ ¦ 8 £ ¤

&

ñ

_ â Ä º H c î r1 l x| ¾ Ó` ¦ 0.5 GeV/c\ " f 2 GeV/c t

Ë ¨# Q " f Ã º' % i . c î r1 l x| ¾ ÓZ > 8 £ ¤& ñ \ " f × æ ª

\ ¦ Ø æì ry ~ Ã Î` ¦ Ã º e ¸2 ¤ 2 × 10 ⁵ > h_ × ¼ : r s $ à

Ô\ ¦ ~ Ã Î ¤ .

"

é

¶ § 4 _ < Æ" é ¶ (KIRAMS)_ MC-50 s 9 þ t Ðà Ô : r ª

$ í

c ` ¦ s 6 x # · û ª É r $ 3 F g e ¦ Û ¼h Ë :` ¦ s 6 xô Ç { 9 ó

ø

ÍZ > ` ¦ 0 Aô Ç ½ ¨\ ¦ % i . Fig. 5\ " f Ðs H כ õ ° ú s

c õ 20.9 cm_ o \ 300 µm_ ½ ¨o ³ ð& h ` ¦ Z ~

Ù þ ì ø Í6 £ x` ¦ { 9 Ü ¼v > % i . Å Ò Ø ¦l H Ò q t$ í ) a × ¼

:

r { 9 Ý ü ¦ t ° ú Ã º e H 0.3 mm_ · û ª É r $ 3 F g e ¦

Û ¼h Ë : Ø ¦l ü < × ¼ : r { 9 \ -t \ ¦ ¸¿ º { 9 ` ¦ Ã º e

H 17 mm_ Ø ¦l Ð ½ ¨$ í % i . Å Ò Ø ¦l + '¼ # \

Fig. 6. Electronic circuit diagram for ∆E-E system using MC-50 proton beams at KIRAMS.

H $ 3 F g e ¦ Û ¼h Ë : Ø ¦l \ ¦ 5 gZ ~ Å Ò Ø ¦l \ ¦ Ý ü ¦

` ¦ Ã º e H \ ¦ S X % i . c \ @ /K 0 ^◦ , 15 ^◦ , 30 ^◦ , 40 ^◦ , 55 ^◦ \ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ Ø ¦l \ ¦ ¿ º# Q ³ ð& h \

"

f ¸ H { 9 \ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . Fig. 6\ " f Ðs H כ õ

° ú

s · û ª É r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ ü < ¿ º î r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^

\

1 l xr \ ñ [ þ t# Q` ¦ M : ñ\ ¦ ~ Ã Î> % i .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

0 A A _ $ 3 F g e ¦ Û ¼h Ë : Ø ¦l \ ¦ 1 l xr \ t ç ß Ä º Å

Ò ` ¦ ` X <Û ¼» 1 Ï_ ¨ î ç H° ú כ\ " fÂ Ò' þ j è s : r o \ -t _

x ß ¼ t ADC G V , ` ¦ 1m ` " f BC-408õ ] j

ô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ [ þ t# Q : r ñ_ > hÃ º\ ¦ q §

% i

. Fig. 7 É r BC-408\ [ þ t# Q : r ñ_ 8 ú x > hÃ º\ ¦ ] j ô

Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ ñ > hÃ º Ð ¾ º# Q · p כ s

. BC-408\ @ /ô Ç © @ /& h ´ òÖ ¦ É r 99.92 ± 0.080 % Ð

_ s \ O 6 £ §` ¦ · ú Ã º e .

KEK-PS π2 c \ H # Q t { 9 ¸l M : ë

H\ { 9 \ ¦ ó ø ÍZ > K ô Ç . Z ° ú כ(β=v/c)` ¦ ½ ¨ l 0 A

# l ï r r ç ß ` ¦ & ñ H SA2ü < SA1_ r ç ß \ ¦ s 6

x % i . ^ E $ ïá Ô Ø ¦l \ ñ\ ¦ Å Ò H _ Z

° ú

כ` ¦ 1 Ð ¿ º# Q Z ° ú כ` ¦ §& ñ % i . Fig. 8 É r × ¼ : r > s

à Ô\ " f Z ° ú כõ ] j ô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ _ ADC° ú כ _

2 " é ¶ Û ¼& 7 à Ô! 3 s . Fig. 8\ 3> h_ é # Qo Ðs

HX < Z ° ú כs 1\ î r { 9 s : r, × æç ß \ e H {

9 ª $ í , ý a8 £ ¤\ e H { 9 × æ ª s . s : r õ

ª $ í c \ @ /K e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ 5 cm ç ß Ü ¼ Ð

\ P

Ü ¼ Ð ` y û Z U ´s \ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . 0 Au \ É r ý aÄ º

0.97 0.98 0.99 1 1.01 1.02 1.03

0 5 10 15 20 25 30 35

CutPoint

Efficiency(PNU-scin/BC408)

Average Realativistic Efficiency 99.92 ± 0.080 %

Fig. 7. Relative detection efficiency of our scintillator to

BC-408.

(4)

100 200 300 400 500 600 700

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2

deuteron

proton pion

PID

β

ADC of PMT-1(channel)

Fig. 8. ADC values of the plastic scintillator as a function of particle velocity(β).

0 50 100 150 200 250 300 350 400

-30 -20 -10 0 10 20 30

length(cm)

ADC(channel)

Proton Beam

Short Component 5.89 cm Left 47.64 ± 0.026 cm Rigt 46.168 ± 0.024 cm

Fig. 9. Light yields measured as a function of distance to PMT.(using proton beam.)

F

g 7 £ xC ' a_ y y _ ADC Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ê ø Í Ä º ì r í

Ð þ j& h o # þ j& h ° ú כ` ¦ ½ ¨ % i . Fig. 9ü < Fig. 10 É r

ª

$ í ü < s : r c ` ¦ s 6 x # % 3 É r y û Z U ´s ì r í\ ¦

? / ¦ e . G 0 > Ñ ü æ H & h õ q # Qe H Ñ ü æ H & h É r ý a Ä

º F g 7 £ xC ' a_ 0 Au \ É r ADC_ ° ú כ` ¦ · p כ s

. y & h É r ý aÄ º_ ADC ° ú כ` ¦ 8ô Ç כ s .

A = A 1 e ⁻

^λ1^x

+ A 2 e ⁻

^λ2^x

(1) λ 1 : Short component of attenuation length

λ 2 : Long component of attenuation length

o \ É r ADC þ j& h ° ú כ[ þ t` ¦ Eq. 1_ < ÊÃ º\ ¦ s 6 x

#

y û Z U ´s \ ¦ ½ ¨ % i . λ 1 H ì ø Í \ _ K " f À 1 Ïo × ¦

0 50 100 150 200 250

-30 -20 -10 0 10 20 30

length(cm)

ADC(channel)

Pion Beam

Short Component 5.89 cm Left 45.76 ± 0.021 cm Rigt 46.31 ± 0.024 cm

Fig. 10. Light yields measured as a function of distance to PMT.(using π beam.)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2

Momentum(MeV/c)

dY/dx(Light Yield/cm)

SA2-scin.

PNU-scin.1(2 cm) PNU-scin.2(8 mm)

Fig. 11. Light yields of the plastic scintillator relative to that of a trigger counter as a function of beam momen- tum.

#

Q× ¼ H y û Z U ´s Â ú ª É r $ í ì rs 9, λ 2 É r $ 3 F g^ ? /Â Ò\ ¦ t

¸ " f × ¦# Q× ¼ H y û Z U ´s | $ í ì rs . þ j ¦& h s

¸F K s Â ú ª É r y û Z U ´s ß ¼> ² ú .

Õ

ª QÙ ¼ Ð Fig. 9\ " f Ñ ü æ H É rÒ o & h ` ¦ þ j& h o # Â ú ª É r y

û Z U ´s $ í ì r 5.89 cm\ ¦ $ ½ ¨ % i . s ° ú כ` ¦ ¦& ñ r

Ê ê y û Z U ´s | $ í ì r` ¦ þ j& h o % i . ª $ í c

_ â Ä º 47.64 ± 0.026 cm, 46.168 ± 0.024 cms % 3 Ü ¼ 9, s : r c _ â Ä º 45.76 ± 0.021 cm, 46.31 ± 0.024 cmÜ ¼ Ð M ® o .

Fig. 11 É r SA2_ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ Ø ¦l ü < ] j ô Ç e

¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ Ø ¦l 2> h (20 mm, 8 mm)\ ¦ q §ô Ç

כ

s . 0.5 GeV/c_ s : r { 9 y y _ e ¦ Û ¼h Ë : $ 3

(5)

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

0 250 500 750 100012501500 175020002250 2500

E

dE

(a) 0

^◦

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

0 250 500 750 100012501500 175020002250 2500

E

dE

(b) 15

^◦

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

0 250 500 750 100012501500 175020002250 2500

E

dE

(c) 30

^◦

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

0 250 500 750 100012501500 175020002250 2500

E

dE

(d) 40

^◦

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350

0 250 500 750 1000 125015001750 200022502500

E

dE

(e) 55

^◦

Fig. 12. ∆E-E scatter plots in terms of scattering angles at 0 ^◦ (a), 15 ^◦ (b), 30 ^◦ (c), 40 ^◦ (d), 55 ^◦ (e).

F

g^ \ ¦ t ± ú M : { 9 H þ j è s : r o \ -t \ _ K " f ¸

H y n C_ ª ` ¦ ° ú > ¿ º% 3 . s ° ú כ\ ´ ú Æ Ò# Q É r { 9 _ þ

j è s : r o \ -t \ _ K " f ¸ H y n C_ ª ` ¦ Õ ª 2 ; כ s

Fig. 11s . \ -t Z } É r % ò % i \ " f H s : r, ª $ í

, × æ ª _ F gÃ ºÖ ¦s ß ¼> s \ O t ë ß ± ú É r î r1 l x| ¾ Ó _

{ 9 t ° ú M : H ] j ô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ 8 ´ ú §

É

r y n C` ¦ ? / H כ ` ¦ S X % i .

E = E thin + E thick = αADC thin + βADC thick (2) Fig. 12 H " é ¶ § 4 _ < Æ" é ¶_ MC-50 s 9 þ t Ðà Ô : r` ¦ s

6 x % i ` ¦ M : c õ y ¸\ ¦ ² ú o # 8 £ ¤& ñ ô Ç X <s ' _

∆E-E_ 2 " é ¶ Û ¼& 7 à Ô! 3 s . 8 ú x \ -t E H Eq. 2 Ð

&

ñ

. 15 ^◦ \ " f 40 ^◦ \ " f ¿ º > h_ é # Qo + þ AI _ 2 " é ¶ Û ¼

&

7 à Ô! 3 ` ¦ % 3 # Q ª $ í ü <, × æ ª _ ½ ¨Z > s 0 p x % i .

IV. + s Ç Â ] Ø

×

æ½ + Ëì ø Í6 £ x` ¦ s 6 x # · ú À Òp ³ o uÜ ¼ Ð d ¦` ¦ ] j # U ´ s

80 cm | e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ ü < ¿ ºa 0.3 mm · û ª

É

r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ ] j % i . Ä ºÅ Ò , KEK-PS π2 c

, " é ¶ § 4 _ < Æ" é ¶ MC-50 ª $ í c ` ¦ s 6 xK Õ ª : £ ¤ f

ç

` ¦ · ú Ð ¤ . ] j ô Ç $ 3 F g e ¦ Û ¼h Ë :_ BC-408õ _

©

@ /& h ´ òÖ ¦ É r 99.92 ± 0.080 %s . y û Z U ´s H Â ú ª

É

r $ í ì rs 5.8 cms 9 | $ í ì r É r 46 cms 9, F gÃ ºÖ ¦s

É r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ Ð Z }> M ® o . · û ª É r e ¦ Û ¼h Ë :

$ 3

F g^ ü < ¿ º î r e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ \ ¦ 5 g¿ º# Q ∆E-E_ 2 " é ¶ Û ¼& 7 à Ô! 3 Ü ¼ Ð ª $ í ü < × æ ª \ ¦ ½ ¨Z > ½ + É Ã º e % 3

. { 9 ì ø Í& h Û ¼w E $ õ POPOP_ | 9 | ¾ Óq H 100 : 0.03 gÜ ¼ Ð ] j t ë ß : r ½ ¨\ " f H Û ¼w E $ õ POPOP_

| 9

| ¾ Óq \ ¦ 100 : 0.05 gÜ ¼ Ð ' Ó ü t` ¦ V , # QÅ Ò% 3 . z ´+ « >

õ Ð y û Z U ´s H Â ú ªt ë ß F gÃ ºÖ ¦ É r Z } É r כ ` ¦ S X

% i

. ¢ ¸ô Ç ío d ¦À Ò ' p` ¦ s 6 xô Ç e ¦ Û ¼h Ë : $ 3 F g^ 8 Z

} É r F gÃ º Ö ¦` ¦ t Ù ¼ Ð s \ @ /ô Ç ½ ¨ ¸ 9 כ ¹ [4].

P c

p 8 ý ò k >

s

½ ¨ H ª $ í l ì ø Í / B N < Æl Õ ü t > hµ 1 Ï \ O _ ª $ í

5 Å

q s 6 x á Ô ÐÕ ªÏ þ > hµ 1 Ï x 9 î r% ò õ ] j Ð Ã º' % i .

Y c

p w Ã U Ø ô

[1] J. Y. Park, B. H. Choi, H. S. Lee. D. S. Ahn. and S.

J. Kim and J. K. Ahn, SAEMULLI (New Phys.) 48, 47 (2004).

[2] J. Y. Park, S. H. Hwang and J. K. Ahn, SAEMULLI (New Phys.) 48, 606 (2004).

[3] S. H. Kim et. al. J. Sensors Soc. 9, 350 (2000).

[4] S. W. Moser, W. F. Harder, C. R. Hurlbut and M.

R. Kusner, Radiat. Phys. Chem. 41, 31 (1993).

(6)

Study on the Characteristics of a Plastic Scintillator Detector for ∆E-E Measurement

S. H. Hwang, ^∗ J. Y. Park and J. K. Ahn

Department of Physics, Pusan National University, Busan 609-735

G. Y. Lim

High Energy Accelerator Organization, KEK, Ibaraki 305-0801, Japan

J. H. Won

Hanil Nuclear Inc., Anyang 430-817

(Received 3 November 2006, in final form 28 December 2006)

We developed a plastic scintillator by adding PPO and POPOP in polystyrene. The fluor PPO to POPOP weight concentration ratio is 1 : 0.05 g in a 100-g styrene monomer solvent. Using cosmic rays we measured the efficiency of the plastic scintillator to be 99.92 ± 0.080 % compared to the efficiency of BC-408. We also measured the attenuation lengths to be 46 cm for the long component and 5.8 cm for the short component by using several GeV hadron beams at the KEK-PS π2 beamline, and we could distinguish between the protons and the deuterons produced in p+Cu reactions at MC-50.

PACS numbers: 67.57.K, 29.40.M

Keywords: Polystyrene, Plastic scintillator, Attenuation length, Light Yield, ∆E-E

∗

E-mail: [email protected]

Þ¶  ¥  m Ö «ù p § T  Ó Þ X ¢ þ { ÚP ­ X  Ö þ u § ­ Ê k Ä V È° Ë Ñ= k < gX c lÊ Ý  ¤V R Ë  ì Å 

ú n