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空気シャワー中ミューオン数観測のための僻地大型水槽実験の実証実験

研究課題

研究課題/領域番号 18740136
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関神奈川大学 (2007)
東京大学 (2006)

研究代表者

塩見 昌司  神奈川大学, 工学部, 派遣職員 (60401288)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード宇宙線 / 建設環境・設備 / 国際情報交換 / 中国 / チベット / ミューオン
研究概要

チベット空気シャワーアレイ観測宇宙線がハドロン起源かガンマ線起源かを弁別可能な装置として水チェレンコフ光観測型大型ミューオン検出器を考案。現地(標高4300m、チベット高原)にて作成可能かどうかの実証実験を行った。具体的には土洩2.2m、水深1.4m、面積50m^2の壁厚0.35mのコンクリート製駆体を床壁白にし、20インチ光電子増倍管(PMT)を天井に取り付けたプロトタイプ検出器を設計・制作した。装置は無事完成。最も心配であった駆体強度は仕様通り出来、水漏れに関しては貯水後3ケ月間水位変動無しであり、価格、品質とも想定内で問題無く作成できた。PMT取り付けも無事終わり、ミューオン信号の検出にも成功した。ノイズも想定以下であることがわかった。成果は国際会議・物理学会にて発表した。
その他本研究でわかった点は以下の通り。施工:施工可能業者有。自前での施工管理が何より重要。設計図・施工図は中国の設計院で作成。工期は3ケ月半(2007年9月1日着工)。予算:本実験では防水水槽約3.5万円/m^2と予想。躯体強度:コンクリート強度30N(試験結果と一致)、鉄筋規格HRB335とした。防水:水性エポキシ系防水材とセメント系防水材+タイベックシートでテスト。後者が価格(約2倍)・光量(約30%)・施工面で優れていた。共に漏水無し。後者はpH値が9.0を指したが問題は無い。水:テスト水槽より150mの距離の井戸より最大0.5m^3/分で給水。水質検査結果からは神岡地下水同等で良質。水温は+5度で安定(2007年12月から現在まで)。長期透明化のためには殺菌か浄水が必要。地盤:深さ10mまで砕石・礫層。想定長期(短期)地耐力200(400)[kN]。地下水位低く漏水の危険小。無事建設完了しミューオン信号を確認。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] A large underground water Cherenkov muon detector array with the Tibet air shower array for the Gamma-ray astronomy in the 100 TeV region: overview and physics goal2008

    • 著者名/発表者名
      Amenomori M.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B (Proceedings Supplement) 175+176

      ページ: 476-479

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A large underground water Cherenkov muon detector array with the Tibet air shower array for the Gamma-ray astronomy in the 100 TeV region: detector design and simulation2008

    • 著者名/発表者名
      Amenomori M.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B (Proceedings Supplement) 175+176

      ページ: 480-483

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Underground Water Cherenkov Muon Detector Array with the Tibet Air Shower Array for Gamma-Ray Astronomy in the 100 TeV Region2007

    • 著者名/発表者名
      Amenomori M.
    • 雑誌名

      Astrophysics and Space Science 309

      ページ: 435-439

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A large underground water Cherenkov muon detector array with the Tibet air shower array for the Gamma-ray astronomy in the 100 TeV region : detector design and simulation2007

    • 著者名/発表者名
      Amenomori M., et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B (Proceedings Supplement) (This paper will be published)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A large underground water Cherenkov muon detector array with the Tibet air shower array for the Gamma-ray astronomy in the 100 TeV region : overview and physics goal2007

    • 著者名/発表者名
      Amenomori M., et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B (Proceedings Supplement) (This paper will be published)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Underground Water Cherenkov Muon Detector Array with the Tibet Air Shower Array for Gamma-Ray Astronomy in the 100 TeV Region2007

    • 著者名/発表者名
      Amenomori M., et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the conference will be published a special edition of the journal Astrophysics and Space Science (This paper will be published)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] チベット水チェレンコフミューオン観測装置72007

    • 著者名/発表者名
      塩見昌司
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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