2013 Fiscal Year Annual Research Report
蓄積リング実験および原子核実験用の窓なし固体パラ水素標的の開発
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23340078
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
石元 茂 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, 講師 (50141974)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 祥仁 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, 専門技師 (00391722)
澤田 真也 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, 准教授 (70311123)
小沢 顕 筑波大学, 数理物質科学研究科(系), 教授 (80260214)
今井 伸明 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, 助教 (80373273)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 原子核実験 / 固体水素標的 / 個体重水素標的 / 低温 |
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| Research Abstract |
開発した窓なし固体水素(重水素)ターゲットを用いた実験(IRIS)をカナダのTRIUMF-ISAC2において行った。実験の目的は陽子非弾性散乱による11Liの低励起状態探索で、用いた11Liビームは核子あたり6 MeVである。この実験に要求される固体水素ターゲットの厚さは50～100 micron である。真空中で小型GM冷凍機により4 K以下に冷却された低温の純銀箔（t=5 micron）表面上に室温の水素ガスを吹き付けて固体水素薄膜を作成した。この吹き付け用のノズルには水素ガスが均一に広がるように、ステンレス20 micron の粉末を焼結した厚さ2 mmのディフューザーを使用した。
吹き付けを行った水素ガスの銀箔表面への吸着率は、吹き付け中における真空容器の真空度の上昇とポンプの排気速度から99 %以上であると見積もられた。作成した固体水素の温度を約４ K以下、固体重水素の場合は温度を約5 K以下に保った場合、その蒸気圧は断熱真空よりも十分低く、蒸発量も無視できるようになり長時間の散乱実験に使用できる。
IRIS実験中は11Liビームのターゲットでのエネルギーロスを測定し、ターゲットの厚さを常時モニターした。その結果、ターゲット厚さは固体水素の場合は 8～24時間で半減したので、厚さが約1/2になると水素ターゲットを作成し直した。このターゲットの減少率は主に運転時のターゲット温度と水素(重水素)の蒸気圧で決まる。ターゲット温度と蒸気圧を下げて減少率を小さく保ちながら粒子検出器への散乱立体角を大きくとるために、輻射シールドを実験に合わせて最適化するために試行錯誤を行った。
陽子非弾性散乱による11Liの低励起状態の探索実験の結果は現在解析中であるが、今後さらに統計を上げるために実験を継続していく。また、固体水素、重水素を用いた新しい課題の実験も順次行っていく。今回開発したターゲットの作成方法は融点が固体重水素以上の種々の低温ガスにも応用可能である。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] A 2.5m long liquid hydrogen target for COMPASS2014
Author(s)
E. Bielert, J. Bremer, N. Doshita, R. Geyer, R. Hashimoto, N. Horikawa, S. Ishimoto, T. Iwata, K. Kondo, G.K. Mallot, H. Matsuda, T. Matsuda, Y. Miyachi, G. Nukazuka, O. Pirotte, H. Suzuki, S. Suzuki, B. Vullierme
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Journal Title
Nucl. Instrum. Meth
Volume: A746
Pages: 20
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Density distributions of 11Li deduced from reaction cross-section measurements2013
Author(s)
T. Moriguchi, A. Ozawa, S. Ishimoto, Y. Abe, M. Fukuda, I. Hachiuma, Y. Ishibashi, Y. Ito, T. Kuboki, M. Lantz et al..
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Journal Title
Phys.Rev.
Volume: C88
Pages: 024610, 024617
DOI
Peer Reviewed
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