2006 Fiscal Year Annual Research Report

T2Kニュートリノ振動実験将来計画のためのハドロン吸収体・2次粒子モニター系開発

Research Project

Project/Area Number	18340077
Research Institution	High Energy Accelerator Research Organization
Principal Investigator	石田卓大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (70290856)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	多田将大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助手 (00391706)
Keywords	素粒子実験 / 加速器 / 放射線,X線,粒子線 / ニュートリノ / T2K
Research Abstract	次期ニュートリノ振動実験であるT2K実験において、ニュートリノ混合行列のCP非対称性観測を行う将来計画を可能とするハドロン吸収体・2次粒子モニター系の設計・開発を行うことが本研究の目的である。将来計画時に1MWにもなる発生熱を効率的に分散させるため、ハドロン吸収体には密度の小さいグラファイトブロックを用い、その両側面を冷却板で冷却する構造を採用した。冷却板には鉄冷却配管を内部に鋳込んだ高熱伝導率のアルミ合金(JIS-AC4C)製冷却板を利用し、ビーム方向に半切のグラファイト7ブロックをひとつの冷却板に締結、ハドロン吸収体コアモジュールを構成することとした。コアモジュールを左右2個、高さ方向に7段積み上げ、計14モジュールで、高さ約5m、幅約2.5mを覆う巨大なハドロン吸収体を建設し、調整可能なオフアクシスビーム生成を実現する計画である。グラファイトブロックとアルミ冷却板の接続部には高い熱伝達率が要求される。その方法の検討を行うため、グラファイトブロック一個と相当する大きさのアルミ冷却板を製作し、さまざまな締結パターンに対する接続面圧分布を計測する締結試験と締結限界を確認するための破壊試験、さらには熱伝達係数を測定する冷却試験を行った。この結果、運転時に予想される温度変化にあっても締結力の変化、すなわち冷却能の変化の起こらない多重皿ばねと埋め込みナットを用いた締結機構を開発し、成果を反映したコアモジュール一号機の詳細設計を併せて完了することができた。平成18年9月に欧州CERNで行われたニュートリノビーム生成機器についての国際ワークショップ(NBI06)に研究協力者と共に参加し、T2Kニュートリノビームラインの総括およびハドロン吸収体開発につき研究代表者が成果発表を行った。