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GAGG結晶を用いたガンマ線と中性子を分離可能な電磁カロリメーターの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13570
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

塩見 公志  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 (40648036)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード電磁カロリメタ / 素粒子実験 / 測定器 / 粒子識別
研究成果の概要

J-PARC KOTO実験のSTEP2実験で使用するための中性子とγ線が識別可能な電磁カロリメーターの開発を行った。本研究では近年開発されたGAGG結晶を使用した。GAGG結晶にはMgの添加量による時定数が変わるという特徴がある。異なる時定数の結晶を接着して使用し、出力波形の違いを測定することで、入射粒子の反応点を測定し、中性子とガンマ線を分離する。本研究では直径5cm,10cm長の円柱型のMgを添加していないGAGG結晶と、Mgを1%添加したGAGG結晶を光学接続した試作機を製作し、電子ビーム、中性子ビームの照射実験を行なった。測定データの解析から、中性子と電子の分離方法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年開発されたGAGG結晶を使用し、中性子と電子を分離する新たな手法を確立し、KOTO STEP2実験に必要な中性子とγ線が識別可能な電磁カロリメーターとしての一つの例を示すことが出来た。電磁カロリメーターでのガンマ線や電子の同定において、ハドロン反応を除去を行うことは高エネルギー加速器を用いるコライダー実験全般でも重要なテーマである。そのため、本手法はKOTO実験以外の電磁カロリメーターに対しても、有益な手法と成り得る。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] GAGG結晶を用いた中性子とγ線の分離可能なカロリメーターの開発2019

    • 著者名/発表者名
      塩見 公志
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of a new inorganic crystal GAGG for the calorimeter capable of the separation between neutrons and gammas2019

    • 著者名/発表者名
      塩見 公志
    • 学会等名
      Calorimeter for the High Energy Frontier 2019 (CHEF2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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