超冷中性子による中性子β崩壊の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12304014
• Research Institution: The High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 増田 康博 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教授 (60150009)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川端 祐司 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (00224840) ; 能町 正治 大阪大学, 理学部, 教授 (90208299) ; 鬼柳 善明 北海道大学, 工学部, 教授 (80002202) ; 樋口 正人 東北学院大学, 工学部, 教授 (60048791)
• Keywords: 超冷中性子 / 対称性

Research Abstract

今回の研究の中心は、中高エネルギー陽子ビームによるスパレーション反応で発生する速中性子(MeV領域のエネルギーを持つ中性子)を、常温の重水と20K重水の熱中性子、冷中性子モデレータで冷中性子(meV領域のエネルギーを持つ中性子)まで減速し、その後、超流動ヘリウム内で、冷中性子を超冷中生子(300neV以下の中性子)に変換することにある。今年度、超流動ヘリウム冷凍器を完成し、冷却試験を行い、設計通りの性能を確認した。また、スパレーション中性子源を完成し、設計通りの中性子が生成されることを確認した。続いて、超流動ヘリウム冷凍器をスパレーション中性子源上に組み込み、各種の動作試験を行った。そして、400MeV陽子ビームによる超冷中性子発生実験を行い、世界ではじめて、超流動ヘリウムによるスパレーション超冷中性子の発生と観測に成功した。現在、発生した超冷中性子数の値を検討中であるが、超冷中性子数はモンテカルロ計算による冷中性子束の大きさから見積もった値と大きなずれはない。γ発熱の影響は実験時の陽子ビーム電流が低かったので、冷凍器に対する影響は全く見られなかった。γ発熱以外で、外部より超流動ヘリウム生成冷凍器に流入する熱量は、設計通り非常に小さく、陽子ビームを増やした時の発熱増に対応し得ることが判明した。途中結果は2001年度・6月に行われたロシアのペテルスブルクでの国際会議、10月ハワイでの日米合同物理学会で、招待講演、そして一般講演として発表した。UCN発生に関しては、論文を準備しているところである。