磁気スペクトロメータ (ハイパー核の束縛状態を識別 )

HLab meeting
6/03/08
K. Shirotori
Contents
• SksMinus status
– Helium target
SksMinus
ハイパー核g線分光実験の手法
Missing mass analysis
: 磁気スペクトロメータ
(ハイパー核の束縛状態を識別 )
Scattered p-, K+
Beam K-, p+
g
g線測定 by Ge検出器
磁気スペクトロメータ + Hyperballのコインシデンス
実験
⇒磁気スペクトロメータによって束縛状態を選ばな
いと実験にならない
⇒J-PARCでの実験のためにSksMinusを建造中
Hyperball-J
SksMinusセットアップ
基本検出器
 SDC1~4 :粒子のトラッキング
 STOF :Time-of-flight
 SAC :トリガーでの粒子識別 (n=1.03)
 (SFV :K- beam veto)
バックグラウンド除去
_
 SMF : m from K → m + n
 SP0 : p- from K- → p- + p0
 液体 4He 標的
(25 cm, 3.13 g/cm2)
Helium target status
標的上でのビームプロファイル
x方向
Beam size
sx～26.0 mm →x方向は120 mm
sy～4.0 mm →y方向は40 mm
ビームはかなり扁平
(実際はガウシアンのような分布ではない)
y方向
要求
• Sizeと形状: 長さ >250 mm (~3 g/cm2)
– 円筒:直径>120 mm、四角形:120×40 mm2
• 容器の厚さ
– 1 MeVのg線が通る
• 但し、ビーム方向はバックグラウンド軽減のためにマイラーか
• 動径方向はアルミで数ミリでも良い
(吸収係数: mAl ~1.6 /mm@ 1 MeV ⇒~6 cm)
– バックグラウンドは小さくしたい
• 容器物質でのReaction
• ハイパー核の崩壊や反応で原子核が壊れたときに出る中性子
⇒周辺物質と反応してのg線
4He
標的
 最適化項目
ターゲット長 : 335 mm (液体
長 : 250 mm)
 ターゲットの形 : 円筒 →楕円
 素材選択 : Al, CFRP
 アームデザイン : Hyperball-J
のフレームとの干渉

Hyperball-J
(フレーム外形)
 テスト方針
冷凍機による冷却テスト
→既存の真空容器で、デザイン
と同じ熱負荷でテスト

Designed by Ishimoto-san
335 mm
アーム
Hyperball-J
(フレーム外形)
フレームの梁がある！
断面図
アームデザイン
アームデザイン変更は厳しい
1. 現デザインはかなり頑張った解である
2. 45°が標的部分をアームに取り付けるぎりぎり
の角度。もし、もっと浅い角度で接続しようとす
ると、標的部分の外容器をさらに長くする必要
がある
→ビーム崩壊バックグラウンドが増える
標的の形
円筒形
 円筒型が楕円容器よりも圧倒的に楽
 標的外容器がさらに大きくなる
 標的の表皮がさらに厚くなる
 楕円の標的を作る経験がない
⇒円筒を進めながら楕円を開発するのが現実的
 内容器の半径が120 mmだと200 mmが限界
 熱交換を効率化すれば、液化時間は早くできる。
 石元さんのテストでは液体水素用を液化できれば良いデ
ザインだったので、ヘリウム用に改良すればさらに良くな
る
冷凍機
 2台の冷凍機と1台のコンプレッ
サーがある
 お値段: 冷凍機: 230万円, コンプレッ
サー : 230万円, セット価格: 450万円
 熱交換器のデザインはヘリウム標
的用に改良する.
冷凍機
コンプレッサーからの入力口
ヘリウム入れ口
真空ポンプポート
熱交換器
ヘリウムだめ
写真
Summary
アーム : Hyperball-Jのフレーム変更
(千賀さん、色々とすいません m(_ _)m)
標的形 : 円筒
⇒デザイン作業が終了後にコスト見積もり
テスト : 既存の部品でテスト。とりあえず、既
存の部品で熱負荷、液化時間を見る。
→その後、同程度の熱負荷。

Download Report