パルス中性子を用いた中性子寿命の高精度測定

本実験における初めての結果の導出に向けて系統誤差を評価することに注力し、研究を進めた。本実験ではヘリウム3を少量導入したガス検出器を用いてベータ崩壊により発生した電子とヘリウム3の中性子吸収反応事象を同一の検出器で測定する。寿命の計算式には以下の要素がある。1.中性子ベータ崩壊事象数、2.ヘリウム3中性子吸収反応事象数、3.1及び2の検出効率、4. 検出器内のヘリウム3数密度、5.ヘリウム3の中性子吸収反応断面積。これらを昨年度までのDAQ開発や、昨年度から引き続きモンテカルロシミュレーション(MC)の検出器応答の実装・調整の成果を用いて評価を進めた。1の評価時には背景事象の量を評価する必要があるが、これは計画の段階で示していたように中性子の時間構造と中性子を検出器に導入しないときのデータをもちいて評価し、ガスにより中性子が散乱される効果はMCの結果と比較して評価した。2の評価はMCの実装により、検出器での飛跡位置や角度による信号増幅の非線形性の違いを実装し、その結果を用いて評価した。3の検出効率はMCの結果とその調整の精度を用いて評価した。4はヘリウム3導入時の温度分布や圧力計の精度やガス導入配管の体積比などから適切なものを選ぶなどし、その時の不確かさを評価した。また、検出器運転時のガスの温度分布や検出器容器の体積変化なども温度を監視することで評価した。5は文献値を用いているが最終的な目標精度を達成するためには精度が足りない。本実験の今後の課題として自ら測定する方法を検討している。

本実験における初めての結果の導出に向けて系統誤差を評価することに注力し、研究を進めた。本実験ではヘリウム3を少量導入したガス検出器を用いてベータ崩壊により発生した電子とヘリウム3の中性子吸収反応事象を同一の検出器で測定する。寿命の計算式には以下の要素がある。1.中性子ベータ崩壊事象数、2.ヘリウム3中性子吸収反応事象数、3.1及び2の検出効率、4. 検出器内のヘリウム3数密度、5.ヘリウム3の中性子吸収反応断面積。これらを昨年度までのDAQ開発や、昨年度から引き続きモンテカルロシミュレーション(MC)の検出器応答の実装・調整の成果を用いて評価を進めた。1の評価時には背景事象の量を評価する必要があるが、これは計画の段階で示していたように中性子の時間構造と中性子を検出器に導入しないときのデータをもちいて評価し、ガスにより中性子が散乱される効果はMCの結果と比較して評価した。2の評価はMCの実装により、検出器での飛跡位置や角度による信号増幅の非線形性の違いを実装し、その結果を用いて評価した。3の検出効率はMCの結果とその調整の精度を用いて評価した。4はヘリウム3導入時の温度分布や圧力計の精度やガス導入配管の体積比などから適切なものを選ぶなどし、その時の不確かさを評価した。また、検出器運転時のガスの温度分布や検出器容器の体積変化なども温度を監視することで評価した。5は文献値を用いているが最終的な目標精度を達成するためには精度が足りない。本実験の今後の課題として自ら測定する方法を検討している。