2020 Fiscal Year Research-status Report
次世代大型検出器のための液体キセノンシンチレータ内の光散乱過程の研究
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18K03673
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
中村 正吾 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (50212098)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 液体キセノン / シンチレータ / 光散乱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，新たな散乱長測定実験を行なって液体キセノン中の真空紫外光の散乱強度の波長依存性を調べ，理論と比較することを通じて光散乱過程の詳細を明らかにする。実験では，外部光源を工夫して細い真空紫外光のビームを生成して液体キセノン中に入射し，前方において散乱光と減衰した一次光の両方を強度分布も含めて測光することによって散乱強度を評価する。
３年目である今年度は，年度の前半はコロナ禍のために研究を進めることが困難だったものの，年度後半は遠隔作業を交えながら研究を再開した。特に，散乱光と減衰した一次光を測定するための測光系と光ビームを生成する外部光源とを一体化した実験系を構築し，同系が当初に計画した通りに機能するか確かめる初期試験を行なった。
外部光源は，既存の真空紫外用分光器の入射ポートにフッ化マグネシウム窓のキセノンフラッシュランプを自作のフランジで固定し，出射ポートには自らの設計に基づいたフッ化マグネシウム製の凸レンズとコリメータによる収束光学系を備えた独自の構成になっている。この収束光学系については，その位置を３次元的に微調整出来るように設計しているので，結果として，光ビームの進行方向と収束の度合いとを微調整可能である。そこで，この機能を利用して，液体キセノン用光学セルが内部に固定された既存の真空槽と前述の外部光源とを連結した条件下で，光ビームを光学セルに通せるか確認した。
その結果，外部光源からの光ビームを微調整することで，直径約１mmの光ビームを複数のフッ化マグネシウム窓を通して液体キセノン用光学セルのほぼ中央に通すことが出来ることを確認した。
なお，散乱光と減衰した一次光は蛍光板で可視光に波長変換して強度分布を測定するため，真空槽内に平面鏡を設置して蛍光を反射し，真空槽の側面に設けた光学窓を通して既存の冷却CCDカメラ（PIXIS256E）で測光することとした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
年度初めからコロナ禍に見舞われ，勤務先大学の遠隔教育業務の増大と研究に従事する学生の登校停止の影響で年度前半に研究の中断を余儀なくされたことから，その中断期間の分だけ進みが遅れた。
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| Strategy for Future Research Activity |
散乱光と減衰した一次光の測光系と光ビームを生成する外部光源との一体化の初期試験が概ね終了したので，次年度はなるべく早くから液体キセノンを用いたデータ取得を行なう実験に着手する。
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| Causes of Carryover |
年度初めからコロナ禍に見舞われ，勤務先大学の遠隔教育業務の増大と研究に従事する学生の登校停止の影響で研究が一時的に進められない期間が生じたことから，液体キセノンを用いてデータ取得を行なう実験が年度を越すことになったため。繰り越す予算は，次年度に実施する実験において必要となる真空装置関係の消耗品の購入に充てる予定である。
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