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

偏远地区风淋室μ子数观测大型水箱实验示范实验

• 批准号: 18740136
• 负责人: 塩見 昌司
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kanagawa University (2007)The University of Tokyo (2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740136/
• 关键词: 宇宙線; 建設環境・設備; 国際情報交換; 中国; チベット; ミューオン

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装置として水チェレンコフ光観測型大型ミューオン検出器を考案。現地(標高4300m、チベット高原)にて作成可能かどうかの実証実験を行った。具体的には土洩2.2m、水深1.4m、面積50m^2の壁厚0.35mのコンクリート製駆体を床壁白にし、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設計・制作した。装置は無事完成。最も心配であった駆体強度は仕様通り出来、水漏れに関しては貯水後3ケ月間水位変動無しであり、価格、品質とも想定内で問題無く作成できた。PMT取り付けも無事終わり、ミューオン信号の検出にも成功した。ノイズも想定以下であることがわかった。成果は国際会議・物理学会にて発表した。その他本研究でわかった点は以下の通り。施工:施工可能業者有。自前での施工管理が何より重要。設計図・施工図は中国の設計院で作成。工期は3ケ月半(2007年9月1日着工)。予算:本実験では防水水槽約3.5万円/m^2と予想。躯体強度:コンクリート強度30N(試験結果と一致)、鉄筋規格HRB335とした。防水:水性エポキシ系防水材とセメント系防水材+タイベックシートでテスト。後者が価格(約2倍)・光量(約30%)・施工面で優れていた。共に漏水無し。後者はpH値が9.0を指したが問題は無い。水:テスト水槽より150mの距離の井戸より最大0.5m^3/分で給水。水質検査結果からは神岡地下水同等で良質。水温は+5度で安定(2007年12月から現在まで)。長期透明化のためには殺菌か浄水が必要。地盤:深さ10mまで砕石・礫層。想定長期(短期)地耐力200(400)[kN]。地下水位低く漏水の危険小。無事建設完了しミューオン信号を確認。

西藏风淋室阵列观测 设计了大型水切伦科夫光观测型μ介子探测器，作为一种能够区分宇宙射线源自强子还是伽马射线的装置。我们在现场（海拔4300m，青藏高原）进行了示范实验，看看是否可以创建。具体来说，它是一个原型探测器，漏电2.2m，水深1.4m，壁厚0.35m，面积50m^2，地板和墙壁白色，20英寸光电倍增管（PMT）被设计和生产到天花板上。该装置已顺利完成。最关心的基材强度符合规定，漏水情况，存放三个月后水位没有变化，价格和质量都在预期范围内，产品生产出来了没有任何问题。 PMT安装成功完成，μ子信号成功检测到。噪音也低于预期。结果在国际会议和日本物理学会上公布。这项研究的其他发现如下。施工：可用承包商进行施工。最重要的是自己管理施工。设计图和施工图是在中国一家设计院绘制的。建设工期为三个半月（2007年9月1日开工）。预算：本次实验中防水水箱预计造价约为35,000日元/m^2。框架强度：混凝土强度30N（与检测结果一致），钢筋标准HRB335。防水：采用水性环氧防水材料和水泥防水材料+Tyvek板材进行测试。后者在价格（大约两倍）、光照强度（大约30%）和结构方面更胜一筹。也没有漏水。后者的pH值为9.0，但没有问题。水：从距离试验池150m的井供水，最大流量为0.5m^3/min。水质检测结果显示，水质与神冈地下水相当。水温稳定在+5度（2007年12月至今）。为了保持长期的透明度，需要进行灭菌或水净化。地面：碎石/砾石层，深度可达10m。估计长期（短期）土壤承载力 200 (400) [kN]。地下水位低，漏水风险小。施工顺利完成，μ子信号得到确认。

项目成果

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

用于 100 TeV 区域伽马射线天文学的大型地下水切伦科夫 μ 子探测器阵列与西藏空气喷淋阵列：探测器设计与模拟

• 发表时间: 2008
• 作者: Amenomori M.

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

用于 100 TeV 区域伽马射线天文学的大型地下水切伦科夫介子探测器阵列与西藏空气喷淋阵列：概述和物理目标

• 发表时间: 2008
• 作者: Amenomori M.