添付資料 - maff.go.jp...資-2 添付資料 2. 調査団員リスト ・総括/水産開発 髙橋 邦明 水産エンジニアリング(株)代表取締役 ・漁業・資源管理/インフラ
Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project : Gd添加 …研究動機 200ton...
Transcript of Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project : Gd添加 …研究動機 200ton...
GdGd添加水チェレンコフ検出器添加水チェレンコフ検出器EGADSEGADSにおけるにおけるRayleighRayleigh散乱の測定散乱の測定
阿久津 良介(東京大学宇宙線研究所^G)
池田一得^G^,奥村公宏^G^,亀田純^G^,矢野孝臣^Bfor the Super-K Collaboration
Okayam^A^, Kobe U^B^, UA Madrid^C^, U California,Irvine^D^, IPMU^E^, Kyoto^F^, U of Tokyo ICRR^G
Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project :Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project :
研究動機200ton 200ton 水チェレンコフ型検出器水チェレンコフ型検出器(EGADS)(EGADS)ででGdGd添加水の添加水のRayleighRayleigh散乱測定を行う散乱測定を行う..
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
● GADZOOKS!計画 : Super KamiokandeにGd2(SO
4)
3を添加し、Gdの
中性子捕獲によりνと反νの識別能力を与える. 超新星背景ニュートリノGdの添加は純水の透過率を変え、検出器性能に影響を及ぼす可能性.
αtotal
= αscattering
+ αabsorption
全減衰係数はUDEALで測定可能.
検出器性能は全減衰係数:αtotal
だけではなく散乱成分:αscattering
と吸収成分:αabsorption
の変化に依る.
● 水の透過率 : 減衰係数αで決まる.
1/11
散乱か吸収が分かれば良い.
純水から0.2%Gd添加水での透過率の変化
SKでの識別能力の変化 (MC:FCFV 1R)
EGADSでの測定結果
大気ニュートリノ、T2K、陽子崩壊等の物理感度が変化.
レーザーインジェクター
レーザーインジェクター : レーザーとダンパーより構成される.
レーザー : 直線偏光レーザー. 3波長(337, 375, 407nm)
ダンパー : レーザーの吸収 及び反射.
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
リフレクターダンパー(断面図)
ダンパー(正面)
レーザー
リフレクター
アブソーバー
2/11
セットアップ
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
● 光路中点がタンク中心に重なるよう インジェクターを設置.
リフレクターOFF : 散乱光測定
● 224個のPMTでレーザーの散乱お よび反射光を観測.
( 散乱光 ) / ( 全光量 )
3/11
リフレクターON : 全光量測定リフレクターOFF : 散乱光測定
散乱確率
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS 4/11
MCによる見積り
θ : 21点存在 → ボトム:7 + バレル:7 + トップ:7
減衰係数
純水 : SK MCで使用される
0.2% Gd : UDEALの測定結果 ● 0.2%Gd添加水の透過率の変化を 100%散乱、100%吸収からの変化と 仮定し、純水からのRayleigh散乱測 定の変化を予測.
Cosθ-分布 : 337nm (MC)Hits/PMT/Event/Tot. Charge[p.e.]
イベント ディスプレイ
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
純水 : 337nm
リフレクター ON (全光量測定)リフレクター OFF (散乱光測定)Hits/Event/Hits
MAXCharge[p.e.]/Event/Charge
MAX[p.e.]
HitsMAX
= 0.033 ChargeMAX
= 4.4 [p.e.]
5/11
Top
Bottom
新型光センサー
解析方法
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
● 散乱によるヒットの選択
1. PMTのヒット時間とレーザーの飛行 時間を用いる. → ヒストグラム(赤)
2. ピークを含む25ns間のヒットを選ぶ. → ヒストグラム(青)
純水 : 337nm : レフレクター OFFHits/Tot. Events
● 補正
中心
d
dmin
光量の補正 = (d/d
min)2
6/11
距離による違いの補正ダークノイズ
PMTアクセプタンス 相対量子効率
θvis
Φ-分布
● 直線偏光レーザーからのRayleigh散乱の観測を強く裏付ける.
純水 : 337nm : リフレクター OFF
7列
Hits/Event/PMT
インジェクターの影
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS 7/11
cosθ-分布
cosθ-分布 : 純水
Hits/PMT/Event/Tot. Charge[p.e.]
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
Barrel Hits/Event/Tot. Charge[p.e.]
Bottom
Barrel
Top
● ボトムとトップの非対称性 → レーザーハローからの反射と推定.
● バレルはcosθについて対称的 → 散乱光の波長依存性を評価.
8/11
∝ 散乱確率 : 純水
∝ 1/λ4
純水vs0.02% Gd添加水
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS
cosθ-分布
Hits/Event/PMT/Tot. Charge[p.e.]
∝ 散乱確率
Barrel Hits/Event/Tot. Charge[p.e.]
: 純水データ : 0.02%Gd添加水データ
Bottom
Barrel
Top
9/11
● 純水と0.02%Gd添加水で測定済み.
まとめ
阿久津 良介 東京大学 宇宙線研究所 / 21 Mar. 2015 / JPS 10/11
● Gd添加水の減衰係数の測定が必要であることが述べられた.
● EGADSでのRayleigh散乱の測定方法が示された.
● 純水と0.02%Gd添加水での測定が行われ、散乱光について大きな差は 見られなっかた.
● 今後の予定
◆ 0.1%及び0.2%(目標濃度)Gd添加水での測定.
◆ MCを用いて反射光の見積り及び除去、減衰の散乱成分の見積り.
◆ 測定結果をSuper KamiokandeのMCに入れ、物理感度の変化を調べる.