Development of a measurement system for low energy cosmic muon with charge identification feature

具有电荷识别功能的低能宇宙μ子测量系统的研制

• 批准号: 21J12445
• 负责人: 亀井 智子
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12445/
• 关键词: 宇宙線ミュオン; ガス検出器

今年度は屋内における宇宙線ミュオン計測開始に向けて研究を進めた。ミュオンの電荷識別に使用する永久磁石の1/8について磁束密度をガウスメーターにより計測し、3次元の磁束密度マップを作成した。同範囲の磁束密度マップを3次元有限要素法解析ソフト、AMazeを使ってシミュレーションを行い、実測とシミュレーション結果が誤差範囲内で一致することを確認した。これにより、これまでは一定磁場を組み入れていた検出器全体のシミュレーションに、実際に使用する永久磁石の3次元磁場マップを取り入れることが可能となった。４月にはドリフトチェンバーに導入するHe：iC4H10(9:1)のガスを制御するガス配管系を作成し、ドリフトチェンバーへのガス導入を開始した。７月にはドリフトチェンバーの電圧コンディショニングを行ないながら、適切なHV値を検討、決定した。８月にはドリフトチェンバー内の数本のワイヤーの切断により電圧が印加できない状況に陥ったため、ドリフトチェンバー製作会社の技術者と共に修理を行なった。修理完了までに時間を要したが、切断ワイヤーの特定方法、今後自分たちでワイヤー張り替えをおこなうための知見を得たのは有意義であった。チェンバー２台同時のデータ取得を可能とし、また遠隔からの操作を行えるように環境を整えた。昨年末からは信号読み出しボードの各種設定（データサンプリングの閾値等）の最適値の検討を行うためにデータ収集を継続している。また、ドリフトチェンバー２台の間に永久磁石を設置した体系での計測開始に向けた架台の設計を行い、ドリフトチェンバー単体での性能評価が終了次第、磁石を入れた体系での計測が始められる準備を終えた。応用物理学会秋季学術講演会で口頭発表を行い、聴衆から多くの質問を受け、本研究に対する注目度の高さがうかがえた。また、この口頭発表に対して放射線分科会学生優秀講演賞を受賞した。

今年，我们进行了研究，为在室内的宇宙射线MUON测量开始做准备。使用高斯仪表测量用于识别MUON电荷的永久磁铁的1/8的磁通量密度，并创建了三维磁通密度图。使用3D有限元分析软件Amaze模拟了同一范围内的磁通量密度图，以确认实际的测量和仿真结果在误差范围内匹配。这使得可以合并一个永久磁体的3D磁场图，这些磁场实际上在整个检测器的模拟中使用，该磁场以前包含恒定的磁场。 4月，创建了一条天然气管道来控制HE：IC4H10（9：1）的气体，将其引入漂移室，并将气体引入漂移室。 7月，在进行漂移室的电压调节时，考虑并决定了适当的HV值。 8月，切开了漂移室中的几条电线，没有施加电压，因此维修是与漂流室制造公司的工程师进行的。修复需要花费一些时间，但是有意义的是，他们获得了如何识别切割电线以及将来如何更换电线本身的知识。已经创建了环境，以便可以通过两个腔室同时获得数据，并且可以执行远程操作。自去年年底以来，继续进行数据收集，以检查信号读数板的各种设置（数据采样阈值等）的最佳值。此外，安装座的设计目的是在两个漂移室之间安装永久磁铁的系统中启动测量，一旦仅完成漂移室的性能评估，就已经完成了准备工作，以便在放置磁铁的系统中启动测量。他在应用物理学会的秋季学术讲座上进行了口头介绍，并收到了听众的许多问题，表明对这项研究的关注很高。他还获得了该口头介绍的辐射小组委员会卓越演讲奖。

项目成果

電荷識別型低エネルギー宇宙線ミュオン計測システムの開発

电荷甄别型低能宇宙线μ介子测量系统研制

• 发表时间: 2021
• 作者: Inada Yuki;Shioda Tatsutoshi;Nakamura Ryosuke;Maeyama Mitsuaki;Kumada Akiko;Nakamura Shin;Ono Ryo;Kenta Yokoi;亀井智子
• 通讯作者: 亀井智子