Evaluation of the performance of event reconstruction algorithms in the JSNS experiment using a Cf calibration source

Lee, D. H.*; 百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 1072, p.170216_1 - 170216_6, 2025/03

https://doi.org/10.1016/j.nima.2025.170216

JSNS investigates short-baseline neutrino oscillations using a 24-meter baseline and a 17-tonne Gd-loaded liquid scintillator target. Accurate event-reconstruction algorithms are crucial for analyzing experimental data. The algorithms undergo meticulous validation through calibration with a Cf source. This paper outlines the methodology and evaluates the reconstruction performance, focusing on neutrino interactions up to approximately 50 MeV for sterile neutrino searches. Both Cf and Michel electron events are studied to evaluate reconstruction accuracy. The analysis concludes that the uncertainty of the fiducial volume, with an appropriate correction, is much less than the requirement of JSNS requirement (10%). Furthermore, the energy resolution is measured to be 3.3 0.1% for the Michel electron endpoint and 4.3 0.1% for the n-Gd peak in the central region.

First measurement of missing energy due to nuclear effects in monoenergetic neutrino charged-current interactions

Marzec, E.*; 百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; et al.

Physical Review Letters, 134, p.081801_1 - 081801_9, 2025/00

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.134.081801

We present the first measurement of the missing energy due to nuclear effects in monoenergetic, muon neutrino charged-current interactions on carbon, originating from decay at rest (), performed with the J-PARC Sterile Neutrino Search at the J-PARC Spallation Neutron Source liquid scintillator based experiment. Toward characterizing the neutrino interaction, ostensibly or C N, we define the missing energy as the energy transferred to the nucleus () minus the kinetic energy of the outgoing proton(s), , and relate this to visible energy in the detector, . The missing energy, which is naively expected to be zero in the absence of nuclear effects (e.g., nucleon separation energy, Fermi momenta, and final-state interactions), is uniquely sensitive to many aspects of the interaction, and has previously been inaccessible with neutrinos. The shape-only, differential cross section measurement reported, based on a pure double-coincidence kaon decay-at-rest signal (621 total events), provides detailed insight into neutrino-nucleus interactions, allowing even the nuclear orbital shell of the struck nucleon to be inferred. The measurement provides an important benchmark for models and event generators at hundreds of MeV neutrino energies, characterized by the difficult-to-model transition region between neutrino-nucleus and neutrino-nucleon scattering, and relevant for applications in nuclear physics, neutrino oscillation measurements, and Type-II supernova studies.

The Acrylic vessel for JSNS-II neutrino target

Shin, C. D.*; 百々 拓; 羽賀 勝洋; 原田 正英; 長谷川 勝一; 春日井 好己; 木下 秀孝; 増田 志歩; 明午 伸一郎; 酒井 健二; et al.

Journal of Instrumentation (Internet), 18(12), p.T12001_1 - T12001_9, 2023/12

https://doi.org/10.1088/1748-0221/18/12/T12001

The JSNS (J-PARC Sterile Neutrino Search at J-PARC Spallation Neutron Source) is an experiment designed for the search for sterile neutrinos. The experiment is currently at the stage of the second phase named JSNS-II with two detectors at near and far locations from the neutrino source. One of the key components of the experiment is an acrylic vessel, that is used for the target volume for the detection of the anti-neutrinos. The specifications, design, and measured properties of the acrylic vessel are described.

TRU廃棄物の処理・処分技術に関する研究開発; 平成21年度報告

亀井 玄人; 本田 明; 三原 守弘; 小田 治恵; 市毛 悟; 栗本 宜孝; 星野 清一; 赤木 洋介; 佐藤 信之; 村上 裕*; et al.

JAEA-Research 2011-002, 82 Pages, 2011/03

JAEA-Research-2011-002.pdf:5.64MB

TRU廃棄物の地層処分研究開発については国の全体基本計画に基づき、併置処分の評価にかかわる信頼性向上,ジェネリックな評価基盤の拡充及び幅広い地質環境に柔軟に対応するための代替技術開発が進められている。原子力機構においても処理,処分の両面で全体基本計画のなかの分担課題に取り組んでいる。本年報は平成21年度のそれらの進捗を記すもので、具体的課題としては、(1)ニアフィールドの構造力学評価(構造力学評価モデルの開発・整備,岩盤クリープモデルの導入及び検証計算,処分施設の長期的な変形挙動解析)、(2)性能評価(核種移行データ取得・整備,セメント変質,高アルカリ性環境における緩衝材及び岩盤の長期化学挙動,硝酸塩影響)及び(3)代替技術(硝酸塩分解技術)である。

普通ポルトランドセメント水和物と海水系地下水との反応によるpH上昇現象の評価手法

増田 賢太; 小田 治恵; 中西 博*; 佐々木 良一*; 高瀬 敏郎*; 赤木 洋介*; 藤田 英樹*; 根岸 久美*; 本田 明

JAEA-Research 2008-104, 194 Pages, 2009/03

JAEA-Research-2008-104.pdf:9.43MB

海水系地下水に含まれる高濃度の塩化物イオンは、セメント水和物のハイドロガーネットと反応してフリーデル氏塩を生成し、間隙水のpHを上昇させる可能性がある。本研究では、普通ポルトランドセメントペースト(OPCペースト)に含まれるアルミネート系水和物及びポルトランダイトを使って海水レベルの濃度の塩化ナトリウム水溶液(塩水)による浸漬実験を行い、その反応によるpH上昇を確認した。またOPCペーストの塩水への浸漬を行い、pH上昇が実際に起こるのかを確認し、その評価方法について検討した。その結果、ハイドロガーネットとポルトランダイトが塩水と反応すると、フリーデル氏塩を生成し、間隙水のpHが上昇することを実験的に確認し、化学平衡計算により再現できることを示した。また塩水によるOPCペーストの浸漬実験では、既往の熱力学的モデルによる計算結果ほどpHが上昇しないことを確認した。そこで、初期セメント水和物中のアルミニウムの分配を実験的に測定し、セメント初期水和物モデルを考案することにより、OPCペーストと塩水との反応におけるpH上昇を再現することができた。この初期水和物モデルはOPCペーストと人工海水との反応にも適用できることを確認した。

TRU廃棄物の処理・処分技術に関する研究開発; 平成19年度報告

亀井 玄人; 本田 明; 三原 守弘; 小田 治恵; 村上 裕; 増田 賢太; 山口 耕平; 松田 節郎; 市毛 悟; 高橋 邦明; et al.

JAEA-Research 2008-082, 84 Pages, 2008/11

JAEA-Research-2008-082.pdf:2.52MB
JAEA-Research-2008-082(errata).pdf:0.15MB

TRU廃棄物の地層処分研究開発については国の全体基本計画に基づき、併置処分の評価にかかわる信頼性向上,ジェネリックな評価基盤の拡充及び幅広い地質環境に柔軟に対応するための代替技術開発が進められている。JAEAにおいても処理,処分の両面で全体基本計画の中の分担課題に取り組んでいる。本年報は平成19年度のそれらの進捗を記すもので、具体的課題としては、(1)TRU廃棄物の処理・廃棄体化技術(廃棄物の開梱・分別へのか焼技術の適用性,廃棄体の品質保証・検認手法),(2)ニアフィールドの構造力学評価(構造力学評価モデルの開発・整備,岩盤クリープモデルの導入,岩盤及び人工バリア変形の連成解析),(3)性能評価(核種移行データ取得・整備,セメント変質,高アルカリ性環境における緩衝材及び岩盤の長期化学挙動,硝酸塩影響)及び(4)代替技術(硝酸塩分解技術)である。

普通ポルトランドセメントペースト硬化体の水理特性に及ぼす人工海水通水の影響

増田 賢太; 本田 明; 藤田 英樹*; 根岸 久美*

no journal, , 

セメント系材料と地下水との反応により、セメント系材料中の化学的状態の変化や透水性等の物理的特性の変化が起こる。このため、核種の移行挙動や他のバリア材への影響を評価するためには、セメント系材料と地下水との反応とそれに伴う化学的・物理的な状態変化を評価する必要がある。今回は、OPCペースト硬化体と人工海水との反応とそれに伴う透水性の変化を検討した。OPCペースト硬化体の透水係数は、人工海水の通水により低下した。