超伝導マグネットによる超高エネルギー宇宙線の組成とその相互作用の研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04041031
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 尾形 健 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (50107471)
• 研究分担者: 浅木森 和夫 神戸女子短期大学, 助教授 (60202579) ; 伊代野 淳 岡山理科大学, 工学部, 助手 (10211757) ; 横見 博之 帝塚山大学, 経済学部, 教授 (60029460) ; 普喜 満生 高知大学, 教育学部, 助教授 (10199177) ; 柴田 徹 青山学院大学, 理工学部, 助手 (70082831) ; 宮村 修 広島大学, 理学部, 助教授 (80029511) ; 嶽 鐘二 神戸大学, 理学部, 助手 (80030774) ; 槙田 康博 高エネルギー物理学研究所, 助手 (30199658) ; 山本 明 高エネルギー物理学研究所, 助教授 (30113418) ; 荒船 次郎 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (80013415)
• キーワード: 一次宇宙線の組成 / 高エネルギー重イオン反応 / 宇宙線観測用超伝導磁石

研究概要

平成3年度に観測装置の要となる気球搭載用軽量ソレノイド型超伝導マグネットを設計し、マグネット本体のうち超伝導コイルの巻線部、Kス電流スイッチ等を作製した。
本年度の計画は残りの構成部分(クライオスタット、圧力容器、サポートシリンダー等)を準備し総合組み立てを行い超伝導マグネットを完成させることであった。製作は予定通りに進み、総合組み立ては東芝川崎工場で行われ平成4年末にはほぼ完了し調整を行った後マグネットは2月22日に納入された。このマグネットの諸元は内径1m、コイル長1.3m、定格電流520A、インダクタンス6.03H、中心磁場1.2テスラ、蓄積エネルギー815KJ、持続時間〜100時間である。製作されたマグネットが設計通りの性能をもっているかどうか、安定性はどうか、落下時の衡撃に十分耐えられるかどうか等の地上でのテストを行った後アメリカに送られこの秋には実際に気球に搭載して成層圏環境下での耐久性テスト、測定装置の性能テストを行う。超伝導マグネット内に組み込まれる測定器の較正実験を、CERN-SPSの重イオンビームを用いて行う予定であったがビームが出なかった為め取り止めざるを得なかった。
この計画が予定通りに進めば、本格的な宇宙線観測は1994年より始まりアメリカでのフライト実験で、クォーフ・グルーオンプラズマ生成の目安と言われているエネルギー密度が2Gev/fm^3を超える宇宙線による重イオン反応事例を数例期待している。それに引き続いて南極での周回長時間(100時間以上)バルーンに搭載しての観測を予定している。それによりカットオフから10Tev/核子までの一次宇宙線の組成を測定して宇宙線の起源と伝播に関するモデルの検定に足る十分な統計資料を同一実験によって確定し、所期の目的を達成したいと考えている。

研究成果

• [文献書誌] T.A.Parnell: "Emulsion Chambers in Magnetic Fields for Heavy Cosmic Ray Interaction and Composition Studies." Proceeding of 21st International Cosmic Ray Conference,Adelaide,. 4. 373-376 (1990)
• [文献書誌] K.ASAKIMORI: "Spectra,Compositieon,and Interactions of Nuclei with a Balloon Borne Superconducting Magnet." Proceeding of 22nd International Cosmic Ray Conference,Dublin,. 2. 567-570 (1991)
• [文献書誌] Y.MAKITA: "Progress of Superconducting Magnet." ICRR Report 102-92-5. 163-167 (1992)