2021 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of High-Intensity Pulsed-Muon-Beam Diagnosis under Harsh Environments
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20H01936
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
上野 一樹 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20587464)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 素粒子実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
J-PARCで実施する計画のミューオン電子転換過程探索実験（COMET）は10^-16以下の分岐比感度を目指しており、この達成には世界最大級大強度パルスミューオンビームの実現および最適化が必須である。最適化には専用のビーム診断が必要不可欠であり、そのための高分解能検出器開発を進めている。しかし、これまでにない大強度ビームであるが故、取得ビームレート最適化のためのジオメトリ構築、検出器の放射線耐性の確保、粒子識別手法の確立が課題となっている。この確立に向け、（１）ヒットレート低減のためのビームブロッカー開発、（２）信号処理システムの耐放射線化、（３）粒子識別手法の改良の３つの研究を並行して進めた。
（１）については、ビームブロッカーにより検出器のヒットレートを2桁以上下げる必要がある。引き続きシミュレーションスタディを進め、ブロッカーのデザインを進めた。デザインとコストを考慮し、プロトタイプ製作前にビームを用いた材料依存性を調べることを考え、その検討を進めた。
（２）については、昨年度判明した読み出しシステムにおけるガンマ線に対する問題を踏まえ、実機再デザインまで進めていたが、世界的な半導体不足により製作までは進められなかった。この解消を待つと共に、制御部のデザインを進めた。
（３）については、シミュレーションスタディにより、既存の検出器群に加え、新たなファイバー検出器を導入すると識別効率が向上することがわかっていた。実際の設置における検討を進め、概ね設置案については決定できた。一方で、ファイバーを追加せずに既存の検出器群のビームライン最上流部をうまく利用することでも効率を十分向上できる可能性が出てきたため、その検討も進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概ね順調には進んでいた。一方で昨年度の放射線耐性パーツの実機組み込み時に見られた問題は即座に解決されたが、再デザイン後、製作をするにあたり、世界的な半導体不足の影響を受けたため完成まで至らなかった。その分やや遅れが生じたと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的にはこれまで通りの研究計画に沿って研究を進める予定である。しかし、世界的な半導体不足の影響が問題であり、対応策を考慮する必要がある。ある程度の目途は立っているが、万が一の事態の場合には他の部分の開発等を推し進めることでシステムそのものの完成を目指す。
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Research Products
(4 results)
