| 研究課題/領域番号 |
15K05108
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
塩見 昌司 日本大学, 生産工学部, 准教授 (60401288)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 高エネルギーガンマ線 / 水チェレンコフ光検出器 |
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| 研究実績の概要 |
シミュレーションにより、直径 8m 高さ 2.5m の円筒型貯水槽に、13本 の光電子増倍管を 2ｍ 間隔に配置した水チェレンコフ光検出器装置を再現し、水深の違いによる検出感度や信号の時間情報の変化について評価し始めたところである。時間情報を用いた角度分解能評価はこれからである。また、水チェレンコフ光検出器を 36 台並べた場合の装置性能について評価しはじめたところである。
連携研究員指導の大学院生によるシミュレーションから、シンチレーション検出器の稠密化と角度分解能の関係の式が得られた。充填率 1.1% の装置で 10TeV、100TeV ガンマ線に対してそれぞれ 0.4 度、0.2 度となることが確認され、水チェレンコフ光検出器タイプで充填率 57% の HAWC が 10TeV で 0.1 度となることを式に当てはめると、本研究の直径 8m 検出器 36 台の実験では充填率 3.2% となることから 0.3 度、0.1 度は可能との予想が得られ、目標値が得られた。
実証実験に関しては、貯水槽の設置業者と防水業者との打ち合わせがほぼ終わったところである。プロトタイプとしてコルゲート水槽を用いた場合、直径４m 高さ 2.5m で 230 万円で作成可能であり、本実験用として直径 7m 高さ 2.5m を考えた場合 400 万円ほどとなり、光電子増倍管・ケーブル・DAQ 等が 7ch あたり 210 万円とすると、1 台 610 万円、36 台で 2.2 億円ほどとなる。この時の充填率は、36x38m^2/50000m^2=2.7% となり、角度分解能は、10TeV で 0.3 度、100 TeV で 0.1 度を切る可能性があることがわかった。充填率が同一の装置では、水チェレンコフ光検出器はシンチレーション検出器の 1/4 以下で作成できる可能性があることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
大学業務や本研究外の研究業務の増加、親の介護等による主担当のエフォートの低下と、その対応のための連携研究者との協力体制が不十分であったこと、いくつかの決断を後回しにしたことによる影響、自らの手で行う予定であった部分が遅れたことが、全体の計画に影響した。
よって、遅れの理由は個人の環境や判断によるところが大きく、今後の実証実験をするにあたり、特別大きな壁は現在の所、見つかっていない
実験のシミュレーションに関しては、自ら進める予定であった部分について、途中より学生の協力が得られたため、遅れはあるが、着実に進んでいる。
実証実験用の装置の作成については装置サイズの決定、予算や実証実験としての規模、今後の拡張可能性等を踏まえ、迷いが出たため、決定出来ていないことが大きな要因となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
エフォートの増加は難しいが、実働可能な学生が増えたことは、今後の進展に期待できると考えている。また本研究外の研究も増してきているが、決して独立したものではなく、各実験で得られたスキルは生かせるものであるため、今後の進展の一助となると考えている。
2017年夏に開催予定の国際会議にて発表予定であり、会議に向けこれまでの成果をまとめていく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していた装置の規模について、検討事項が出てきたため購入決定をしなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
水槽１３０万円と水バッグで１００万円使用する予定である。
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