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ミュオン触媒核融合後の再生ミュオン検出のためのバックグラウンド低減; 数値シミュレーションによる装置設計

Background reduction for detection of regenerated muons after muon-catalyzed fusion; Instrument design by numerical simulation

宮下 湖南*; 奥津 賢一*; 木野 康志*; 中島 良太*; 安田 和弘*; 山下 琢磨*; 岡田 信二*; 佐藤 元泰*; 岡 壽崇  ; 河村 成肇*; 神田 聡太郎*; 下村 浩一郎*; Strasser, P.*; 竹下 聡史*; 反保 元伸*; 土居内 翔伍*; 永谷 幸則*; 名取 寛顕*; 西村 昇一郎*; Amba, D. P.*; 三宅 康博*; 石田 勝彦*

Miyashita, Konan*; Okutsu, Kenichi*; Kino, Yasushi*; Nakashima, Ryota*; Yasuda, Kazuhiro*; Yamashita, Takuma*; Okada, Shinji*; Sato, Motoyasu*; Oka, Toshitaka; Kawamura, Naritoshi*; Kanda, Sotaro*; Shimomura, Koichiro*; Strasser, P.*; Takeshita, Soshi*; Tampo, Motonobu*; Doiuchi, Shogo*; Nagatani, Yukinori*; Natori, Hiroaki*; Nishimura, Shoichiro*; Amba, D. P.*; Miyake, Yasuhiro*; Ishida, Katsuhiko*

負ミュオンが重水素分子イオン(D$$_{2}^{+}$$)様のミュオン分子dd$$mu$$を作ると、核間距離はD$$_{2}^{+}$$の1/207程度になり、dd$$mu$$分子内で核融合反応が起きる。我々はこのミュオン触媒核融合($$mu$$CF)時に放出される再生$$mu$$の運動エネルギー分布の測定を計画しているが、バックグラウンド(BG)が大きいことが問題となっていた。放射線輸送コードPHITSと測定結果の比較から、主要なBGの発生源がサーマルシールドの標的手前側であることがわかったので、BGの発生源を同軸輸送管の軸から離し、X線検出器と発生源の間に遮蔽体を設置できるようサーマルシールドの形状を修正した。その結果、BGを最大で2%未満に抑えることが可能になると見積もられた。

Muon catalyzed fusion ($$mu$$CF) is a cyclic reaction where a negatively charged muon itself acts like a catalyst of nuclear fusion between hydrogen isotopes. In this work, we have designed the shape of the thermal shield to reduce the background noise.

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