2017 Fiscal Year Research-status Report
Development of a light collection system using total reflection type lens for supernova relic neutrino observation at Super-Kamiokande
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17K14266
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
池田 一得 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (90583477)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 超新星背景ニュートリノ / 集光システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で開発するエアコーンの構造について、詳細な検討を始めた。エアコーンは、透明アクリルと空気との境界で起こる全反射を利用して、光センサーに集光するシステムである。この集光システムを導入することで、スーパーカミオカンデのエネルギー分解能のよくし、超新星背景ニュートリノの主なバッググラウンドの一つである宇宙線起源の各破砕事象と信号との区別力向上を目指す。
エアコーンはコーン状の形状をしたアクリルの中に空気層を保持するような構造である。29年度は、その構造の力学的な強度についての検討を行なった。具体的には、スーパーカミオカンデはタンクの水深が約40ｍであるので、水深40ｍ以上でも空気層を保持できるような構造にする必要がある。一方で、アクリル層の厚みが大きいほど、チェレンコフ光がアクリルに吸収さてしまうので、アクリル層の厚みはなるべく薄くすることが望ましい。そのため、強度と集光、吸収を考慮して検討を行っている。検討の結果、アクリル厚1㎝に3㎜の空洞を持たせ、その空洞内にアクリルの支持構造を作ることで耐水圧を持たせた。
実際に、圧力試験用のエアコーンの試作品と圧力試験するためのセットアップを作成し、試作機の耐圧試験を行った。その結果、0.5MPa水圧下であっても試作機が破壊されることはなく、空気層を保持できる構造を開発した。平行して、シミュレーションの開発を行っている。シミュレーションはGEANT４ベースで、コーン形状を再現することを行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初アクリルの接着において、アクリル用接着剤を使用していた。しかし、圧力試験の結果、強度が足りないことが分かり、他の方法を検討し、アクリル溶接をする方針に変更した。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発したエアコーンの構造で、長期的な圧力試験を行う。
一方で、シミュレーションを開発し、物理感度についてのより具体的な見積もりを行う。
長期試験で問題がなければ、より実際の形に近い試作機を作成し、その性能を評価し、論文にまとめる。
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| Causes of Carryover |
当初予定では、エアコーン試作機の性能評価のためのセットアップ作成のための経費を見込んでいたが、試作機の圧力試験に予想以上の時間がかかったため、性能評価セットアップの作成が翌年度分の請求になった。
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