| Project/Area Number |
23K03438
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
長谷川 勝一 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (90391333)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 水銀標的 / 粒子識別モニタ / 原子核反応断面積 / GeVエネルギー |
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| Outline of Research at the Start |
粒子と原子核の反応断面積データは、物理研究から工学的な応用に至るまで幅広く利用されている。応用分野の拡大によって、当初想定されなかった様々な材料が使用されている。しかし基本的な反応断面積のデータについては、充分に測定されているとは言い難い。特にGeV領域においては、核反応は複雑で生成される二次粒子は多種多様である。そのため核反応モデルに基づくシミュレーションの役割は重要であるが、実験データが存在していない粒子と材料では、不十分な部分があるのが現状である。本研究では、十分な実験データを収集することによって、GeV領域の原子核反応に対する理解を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度である2023年度は、研究計画に基づいて、原子核反応断面積の精密測定に必要な標的と検出器の設計・製作に着手した。
標的については、有毒物質である水銀を用いることから、実験施設であるCERN SPSの安全ディビジョンと協議を重ね、実験施設の安全基準を満たすために必要とされる性能に関する検討を行っている。内容としては主に水銀の漏洩対策と、漏洩時の水銀検知システムについての議論を行い、概要設計までが完了している。
反応断面積の精密測定のためには、入射粒子の正確なエネルギーと粒子識別が必要となる。そのため実際の実験を遂行するに必要な、CERN SPS NA61/SHINEビームラインにおける粒子識別のシミュレーションを行い、当研究課題のエネルギー近傍におけるビーム粒子の識別能力向上が必要であることを明らかにした。このために必要な粒子モニタの設計を行い、保有する資材を用いて試作機制作をおこなった。試作したモニタはSPring-8において陽子ビーム照射試験を行い、データを解析した結果、所定の性能を満たすことを確認した、
検出器については、実験ビームラインに設置できる具体的な設計検討を行った。その結果、当初検討していた液体シンチレータを使用した検出器が巨大となり、設置等が困難であることが判明した、このために細分化したプラスチックシンチレータと波長変換ファイバーを用いた検出器を新たに設計し、保有する物品を用いた原理実証器の製作とテストを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
粒子識別モニタと検出器については、設計とテスト器の製作を完了し、性能評価のためのビームテストを前倒しで行うなど、順調に進んでいる。一方で、水銀標的については、主に安全対策を中心とした漏洩検知器等の選定と承認に時間がかかっているが、研究課題としてはおおむね順調に進展をしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度内に、水銀標的の設計について承認を得て、製作までを完了させる方針である。これによって、2025年度の実験に必要なハードウェアの準備を完了する。同時に、2025年の実験に必要な解析環境の構築も進める。
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