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

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18740136
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 塩見 昌司 東京大学, 宇宙線研究所, 研究機関研究員 (60401288)
• キーワード: 宇宙線 / 建設環境・設備 / 国際情報交換 / 中国 / ミューオン / チベット

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水チェレンコフ光観測型ミューオン検出器の現地作成実証実験を行う。そのため土洩2.2m、水深1.4m、面積50m^2、床壁白塗装、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、シミュレーション・現行アレイとの関係・躯体強度・価格等を考慮し設計・決定。国際会議・物理学会にて発表。決定事項、わかったこと、不明な点を以下に述べる。
1.施工業者:本テスト実験はダム施工実績を持つ四川省の会社のラサ支店を予定。
2.設計図、工期:設計図完成、中国では施工図は設計院が作成。工期3ヶ月半。
3.予算:床面積120m^2(検出器2台分)で1000万円。本実験では躯体(塗装込)3.5万円/m^2を予想。
4.躯体強度:コンクリート24N、鉄筋規格HRB335。躯体強度計算結果OK。
5.防水方法:水性エポキシ系防水材とセメント系防水材+タイペックシートでテスト。
6.水の染出し・染込み:pH値に注意が必要。
7.床壁の反射率:カメラテストでは上記防水材は要求反射率>70%を満たす。
8.水の確保:テスト水槽より150mの距離の井戸から200m^3/日で給水可能。
9.水質、浄水:井戸水水質テストでは神岡地下水同等で良質であることを確認。長期透明度。
10.給水・排水システム:本実験時にテスト水槽内に貯水層と浄水器を設置したシステムで進行中。
11.地盤:深さ10mまで砕石・礫層。長期地耐力200[kN]、短期地耐力400[kN]が想定される。
12.水温:土中深さ2mで年間を通して8±5度。
13.PMTの取り付け方法:神岡実験を参考に、ネオプレンゴムとスチン板で天井にボルトで固定。
14.蓋とケーブルの引き回し:テスト実験ではマンホールを使用。
以上。

研究成果

• [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 simulation (2007)
  • 著者名/発表者名: Amenomori M., et al.
  • 雑誌名: Nuclear Physics B (Proceedings Supplement) (This paper will be published)
• [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 goal (2007)
  • 著者名/発表者名: Amenomori M., et al.
  • 雑誌名: Nuclear Physics B (Proceedings Supplement) (This paper will be published)
• [雑誌論文] Underground Water Cherenkov Muon Detector Array with the Tibet Air Shower Array for Gamma-Ray Astronomy in the 100 TeV Region (2007)
  • 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)