水の透明度－崩壊電子による測定

停止ミュー粒子の崩壊で生ずる電子の事象は、水の平均的透明度の測定に使われる。崩壊電子事象の選択基準は、その事象が停止ミュー粒子後1.5～8μsecの時間内に起ることと、その時1光電子単位で換算した有効信号数Neff＞70を満たすことである.（Neffの正確な定義は論文リストにあるY.Koshioの博士論文の Appendix B.2に記されている）。図1は崩壊電子の典型的事象パターンであり、チェレンコフ光の輪がはっきりと見える。反射や散乱による光を排除するために、50nsecの時間窓に信号があり、かつ再構成された崩壊電子の方向からの開口角が32°から52°の間にあるPMTだけを使って、水の透明度を求める。各PMT信号の補正電荷と事象の起点からPMTまでの距離の関係から透明度を計算できる。ここに、補正電荷とは受光立体角に関する補正をした波高に対応する。図2は上述の関係を示していて、この場合透明度は 8518cmと計算される。図3に水の透明度の時間変化を示す。濾過器の洗浄をした1996年の10月以降、 透明度はどんどん上がっている。この時間変化はエネルギー再構成の補正に使われる。

スーパーカミオカンデのデータを使う測定

スーパーカミオカンデの実際のデータを使って水の透明度を測る方法が2つある。停止ミュー粒子の崩壊電子事象を使う方法［本節］と貫通ミュー粒子事象を使う方法［次節］である。前節で述べた直接測定と異り、これらの方法では光の波長に依る透明度の測定はできない。従って、直接測定値とそのまま比較することはできないが、しかしこれらの測定は 実際の運転中に、また継続して、行なうことができる。これらの測定で得られた値は水の状態を示すパラメータと見なされる。これらの方法で水質の安定性を調査でき、崩壊電子で測定された水の透明度の時間変動は事象のエネルギー決定に利用されている。

図2：各PMTの補正電荷と事象の起点からPMTまでの距離の関係。これから計算される透明度は8518cmである。 （X2/v＝108.584/49）

図3：時間の関数としての水透明度。停止ミュー粒子からの崩壊電子の事象が使われた。

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