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2016.08.22

青函トンネルで宇宙線を測定してきました

家族旅行で、「はやぶさ」に乗って北海道へいってきました。

青函トンネルをくぐるので、せっかくなので宇宙線を測定してきました。

Mppcshinkansen

このとおり、新幹線の座席テーブルの上にZYNQ搭載ADCボード「Cosmo-Z」と、5台のシンチレーション検出器が乗っています。

sun

この5台の検出器でガンマ線や宇宙線のミューオンを測ろうというものです。ミューオンは上空から降ってきているので、地下深くでは数が減るはずです。

ならば、青函トンネルのような深いところではより一層数が減っているはず・・と思い、この旅行に検出器を持っていくことを計画していたのです。

Danmen
(Wikipediaより)

最大深度は海底下100mということなので、240m分の厚みがあります。

以前にも地下鉄大江戸線や東海道新幹線で測ったことはあったのですが、今回は検出器が5台に増え、もしかしたら飛来方向も少しはわかるようになったかもしれません。

「奥津軽いまべつ駅」を出てから50分間のカウント数を1分ごとに計測しました。

Am1008_okutsugaru

このグラフはミューオンだけではなくコンクリート由来のγ線とか、MPPCのダークカウントとかも相当含まれています。

それらを含んで測定しているので、最初の30分間(つまりトンネルの中)のほうが、若干、カウント数が多いという結果になりました。ダークカウントの量は変わらないでしょうから、ガンマ線の数がミューオンよりもかなり多いのでしょう。

下のグラフは、測定した結果から再現したスペクトラムです。

Spec

ミューオンによるパルスは、このスペクトラムの右のほうにごくわずかにいるのでしょう。

Cosmo-Zは、ただのデジタルMCAや、カウント数計とは異なり、観測された波形の1つ1つを記録しています。

Am0700pulse

パルスの形とともに計測開始後何ns目に起きたイベントかというのを全て記録しているので、後日、データ処理して1分ごとのミューオント数を取り出せるでしょう。

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