Second gadolinium loading to Super-Kamiokande

Fuente: arXiv

Salvato in:

Dettagli Bibliografici
Autori principali:	Abe, K., Bronner, C., Hayato, Y., Hiraide, K., Hosokawa, K., Ieki, K., Ikeda, M., Kameda, J., Kanemura, Y., Kaneshima, R., Kashiwagi, Y., Kataoka, Y., Miki, S., Mine, S., Miura, M., Moriyama, S., Nakano, Y., Nakahata, M., Nakayama, S., Noguchi, Y., Sato, K., Sekiya, H., Shiba, H., Shimizu, K., Shiozawa, M., Sonoda, Y., Suzuki, Y., Takeda, A., Takemoto, Y., Tanaka, H., Yano, T., Han, S., Kajita, T., Okumura, K., Tashiro, T., Tomiya, T., Wang, X., Yoshida, S., Fernandez, P., Labarga, L., Ospina, N., Zaldivar, B., Pointon, B. W., Kearns, E., Raaf, J. L., Wan, L., Wester, T., Bian, J., Griskevich, N. J., Smy, M. B., Sobel, H. W., Takhistov, V., Yankelevich, A., Hill, J., Jang, M. C., Lee, S. H., Moon, D. H., Park, R. G., Bodur, B., Scholberg, K., Walter, C. W., Beauchene, A., Drapier, O., Giampaolo, A., Mueller, Th. A., Santos, A. D., Paganini, P., Quilain, B., Rogly, R., Nakamura, T., Jang, J. S., Machado, L. N., Learned, J. G., Choi, K., Iovine, N., Cao, S., Anthony, L. H. V., Martin, D., Prouse, N. W., Scott, M., Uchida, Y., Berardi, V., Calabria, N. F., Catanesi, M. G., Radicioni, E., Langella, A., De Rosa, G., Collazuol, G., Iacob, F., Mattiazzi, M., Ludovici, L., Gonin, M., Perisse, L., Pronost, G., Fujisawa, C., Maekawa, Y., Nishimura, Y., Okazaki, R., Akutsu, R., Friend, M., Hasegawa, T., Ishida, T., Kobayashi, T., Jakkapu, M., Matsubara, T., Nakadaira, T., Nakamura, K., Oyama, Y., Sakashita, K., Sekiguchi, T., Tsukamoto, T., Bhuiyan, N., Burton, G. T., Di Lodovico, F., Gao, J., Goldsack, A., Katori, T., Migenda, J., Ramsden, R. M., Xie, Z., Zsoldos, S., Suzuki, A. T., Takagi, Y., Takeuchi, Y., Zhong, H., Feng, J., Feng, L., Hu, J. R., Hu, Z., Kawaue, M., Kikawa, T., Mori, M., Nakaya, T., Wendell, R. A., Yasutome, K., Jenkins, S. J., McCauley, N., Mehta, P., Tarant, A., Wilking, M. J., Fukuda, Y., Itow, Y., Menjo, H., Ninomiya, K., Yoshioka, Y., Lagoda, J., Mandal, M., Mijakowski, P., Prabhu, Y. S., Zalipska, J., Jia, M., Jiang, J., Shi, W., Yanagisawa, C., Harada, M., Hino, Y., Ishino, H., Koshio, Y., Nakanishi, F., Sakai, S., Tada, T., Tano, T., Ishizuka, T., Barr, G., Barrow, D., Cook, L., Samani, S., Wark, D., Holin, A., Nova, F., Jung, S., Yang, B. S., Yang, J. Y., Yoo, J., Fannon, J. E. P., Kneale, L., Malek, M., McElwee, J. M., Thiesse, M. D., Thompson, L. F., Wilson, S. T., Okazawa, H., Lakshmi, S. M., Kim, S. B., Kwon, E., Seo, J. W., Yu, I., Ichikawa, A. K., Tairafune, S., Nishijima, K., Eguchi, A., Nakagiri, K., Nakajima, Y., Shima, S., Taniuchi, N., Watanabe, E., Yokoyama, M., de Perio, P., Fujita, S., Jesus-Valls, C., Martens, K., Tsui, K. M., Vagins, M. R., Xia, J., Izumiyama, S., Kuze, M., Matsumoto, R., Terada, K., Ishitsuka, M., Ito, H., Ommura, Y., Shigeta, N., Shinoki, M., Yamauchi, K., Yoshida, T., Gaur, R., Gousy-Leblanc, V., Hartz, M., Konaka, A., Li, X., Chen, S., Xu, B. D., Zhang, B., Posiadala-Zezula, M., Boyd, S. B., Edwards, R., Hadley, D., Nicholson, M., O'Flaherty, M., Richards, B., Ali, A., Jamieson, B., Amanai, S., Marti, Ll., Minamino, A., Suzuki, S., Scovell, P. R., Meehan, E., Bandac, I., Pena-Garay, C., Perez, J., Gileva, O., Lee, E. K., Leonard, D. S., Sakakieda, Y., Sakaguchi, A., Sueki, K., Takaku, Y., Yamasaki, S.
Natura:	Preprint
Pubblicazione:	2024
Soggetti:	Instrumentation and Detectors High Energy Astrophysical Phenomena
Accesso online:	Acceder al recurso
Tags:	Aggiungi Tag Nessun Tag, puoi essere il primo ad aggiungerne!!

_version_	1866911923740606464
author	Abe, K. Bronner, C. Hayato, Y. Hiraide, K. Hosokawa, K. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kaneshima, R. Kashiwagi, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakano, Y. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Sato, K. Sekiya, H. Shiba, H. Shimizu, K. Shiozawa, M. Sonoda, Y. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Han, S. Kajita, T. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Yoshida, S. Fernandez, P. Labarga, L. Ospina, N. Zaldivar, B. Pointon, B. W. Kearns, E. Raaf, J. L. Wan, L. Wester, T. Bian, J. Griskevich, N. J. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Yankelevich, A. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchene, A. Drapier, O. Giampaolo, A. Mueller, Th. A. Santos, A. D. Paganini, P. Quilain, B. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Machado, L. N. Learned, J. G. Choi, K. Iovine, N. Cao, S. Anthony, L. H. V. Martin, D. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Iacob, F. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Perisse, L. Pronost, G. Fujisawa, C. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Okazaki, R. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Nakamura, K. Oyama, Y. Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Goldsack, A. Katori, T. Migenda, J. Ramsden, R. M. Xie, Z. Zsoldos, S. Suzuki, A. T. Takagi, Y. Takeuchi, Y. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Mori, M. Nakaya, T. Wendell, R. A. Yasutome, K. Jenkins, S. J. McCauley, N. Mehta, P. Tarant, A. Wilking, M. J. Fukuda, Y. Itow, Y. Menjo, H. Ninomiya, K. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Mijakowski, P. Prabhu, Y. S. Zalipska, J. Jia, M. Jiang, J. Shi, W. Yanagisawa, C. Harada, M. Hino, Y. Ishino, H. Koshio, Y. Nakanishi, F. Sakai, S. Tada, T. Tano, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yang, B. S. Yang, J. Y. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Wilson, S. T. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kim, S. B. Kwon, E. Seo, J. W. Yu, I. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. Tairafune, S. Nishijima, K. Eguchi, A. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Shima, S. Taniuchi, N. Watanabe, E. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesus-Valls, C. Martens, K. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Izumiyama, S. Kuze, M. Matsumoto, R. Terada, K. Ishitsuka, M. Ito, H. Ommura, Y. Shigeta, N. Shinoki, M. Yamauchi, K. Yoshida, T. Gaur, R. Gousy-Leblanc, V. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Chen, S. Xu, B. D. Zhang, B. Posiadala-Zezula, M. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Amanai, S. Marti, Ll. Minamino, A. Suzuki, S. Scovell, P. R. Meehan, E. Bandac, I. Pena-Garay, C. Perez, J. Gileva, O. Lee, E. K. Leonard, D. S. Sakakieda, Y. Sakaguchi, A. Sueki, K. Takaku, Y. Yamasaki, S.
author_facet	Abe, K. Bronner, C. Hayato, Y. Hiraide, K. Hosokawa, K. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kaneshima, R. Kashiwagi, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakano, Y. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Sato, K. Sekiya, H. Shiba, H. Shimizu, K. Shiozawa, M. Sonoda, Y. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Han, S. Kajita, T. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Yoshida, S. Fernandez, P. Labarga, L. Ospina, N. Zaldivar, B. Pointon, B. W. Kearns, E. Raaf, J. L. Wan, L. Wester, T. Bian, J. Griskevich, N. J. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Yankelevich, A. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchene, A. Drapier, O. Giampaolo, A. Mueller, Th. A. Santos, A. D. Paganini, P. Quilain, B. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Machado, L. N. Learned, J. G. Choi, K. Iovine, N. Cao, S. Anthony, L. H. V. Martin, D. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Iacob, F. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Perisse, L. Pronost, G. Fujisawa, C. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Okazaki, R. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Nakamura, K. Oyama, Y. Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Goldsack, A. Katori, T. Migenda, J. Ramsden, R. M. Xie, Z. Zsoldos, S. Suzuki, A. T. Takagi, Y. Takeuchi, Y. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Mori, M. Nakaya, T. Wendell, R. A. Yasutome, K. Jenkins, S. J. McCauley, N. Mehta, P. Tarant, A. Wilking, M. J. Fukuda, Y. Itow, Y. Menjo, H. Ninomiya, K. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Mijakowski, P. Prabhu, Y. S. Zalipska, J. Jia, M. Jiang, J. Shi, W. Yanagisawa, C. Harada, M. Hino, Y. Ishino, H. Koshio, Y. Nakanishi, F. Sakai, S. Tada, T. Tano, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yang, B. S. Yang, J. Y. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Wilson, S. T. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kim, S. B. Kwon, E. Seo, J. W. Yu, I. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. Tairafune, S. Nishijima, K. Eguchi, A. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Shima, S. Taniuchi, N. Watanabe, E. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesus-Valls, C. Martens, K. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Izumiyama, S. Kuze, M. Matsumoto, R. Terada, K. Ishitsuka, M. Ito, H. Ommura, Y. Shigeta, N. Shinoki, M. Yamauchi, K. Yoshida, T. Gaur, R. Gousy-Leblanc, V. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Chen, S. Xu, B. D. Zhang, B. Posiadala-Zezula, M. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Amanai, S. Marti, Ll. Minamino, A. Suzuki, S. Scovell, P. R. Meehan, E. Bandac, I. Pena-Garay, C. Perez, J. Gileva, O. Lee, E. K. Leonard, D. S. Sakakieda, Y. Sakaguchi, A. Sueki, K. Takaku, Y. Yamasaki, S.
contents	The first loading of gadolinium (Gd) into Super-Kamiokande in 2020 was successful, and the neutron capture efficiency on Gd reached 50\%. To further increase the Gd neutron capture efficiency to 75\%, 26.1 tons of $\rm Gd_2(\rm SO_4)_3\cdot \rm 8H_2O$ was additionally loaded into Super-Kamiokande (SK) from May 31 to July 4, 2022. As the amount of loaded $\rm Gd_2(\rm SO_4)_3\cdot \rm 8H_2O$ was doubled compared to the first loading, the capacity of the powder dissolving system was doubled. We also developed new batches of gadolinium sulfate with even further reduced radioactive impurities. In addition, a more efficient screening method was devised and implemented to evaluate these new batches of $\rm Gd_2(\rm SO_4)_3\cdot \rm 8H_2O$. Following the second loading, the Gd concentration in SK was measured to be $333.5\pm2.5$ ppm via an Atomic Absorption Spectrometer (AAS). From the mean neutron capture time constant of neutrons from an Am/Be calibration source, the Gd concentration was independently measured to be 332.7 $\pm$ 6.8(sys.) $\pm$ 1.1(stat.) ppm, consistent with the AAS result. Furthermore, during the loading the Gd concentration was monitored continually using the capture time constant of each spallation neutron produced by cosmic-ray muons,and the final neutron capture efficiency was shown to become 1.5 times higher than that of the first loaded phase, as expected.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2403_07796
institution	arXiv
publishDate	2024
record_format	arxiv
spellingShingle	Second gadolinium loading to Super-Kamiokande Abe, K. Bronner, C. Hayato, Y. Hiraide, K. Hosokawa, K. Ieki, K. Ikeda, M. Kameda, J. Kanemura, Y. Kaneshima, R. Kashiwagi, Y. Kataoka, Y. Miki, S. Mine, S. Miura, M. Moriyama, S. Nakano, Y. Nakahata, M. Nakayama, S. Noguchi, Y. Sato, K. Sekiya, H. Shiba, H. Shimizu, K. Shiozawa, M. Sonoda, Y. Suzuki, Y. Takeda, A. Takemoto, Y. Tanaka, H. Yano, T. Han, S. Kajita, T. Okumura, K. Tashiro, T. Tomiya, T. Wang, X. Yoshida, S. Fernandez, P. Labarga, L. Ospina, N. Zaldivar, B. Pointon, B. W. Kearns, E. Raaf, J. L. Wan, L. Wester, T. Bian, J. Griskevich, N. J. Smy, M. B. Sobel, H. W. Takhistov, V. Yankelevich, A. Hill, J. Jang, M. C. Lee, S. H. Moon, D. H. Park, R. G. Bodur, B. Scholberg, K. Walter, C. W. Beauchene, A. Drapier, O. Giampaolo, A. Mueller, Th. A. Santos, A. D. Paganini, P. Quilain, B. Rogly, R. Nakamura, T. Jang, J. S. Machado, L. N. Learned, J. G. Choi, K. Iovine, N. Cao, S. Anthony, L. H. V. Martin, D. Prouse, N. W. Scott, M. Uchida, Y. Berardi, V. Calabria, N. F. Catanesi, M. G. Radicioni, E. Langella, A. De Rosa, G. Collazuol, G. Iacob, F. Mattiazzi, M. Ludovici, L. Gonin, M. Perisse, L. Pronost, G. Fujisawa, C. Maekawa, Y. Nishimura, Y. Okazaki, R. Akutsu, R. Friend, M. Hasegawa, T. Ishida, T. Kobayashi, T. Jakkapu, M. Matsubara, T. Nakadaira, T. Nakamura, K. Oyama, Y. Sakashita, K. Sekiguchi, T. Tsukamoto, T. Bhuiyan, N. Burton, G. T. Di Lodovico, F. Gao, J. Goldsack, A. Katori, T. Migenda, J. Ramsden, R. M. Xie, Z. Zsoldos, S. Suzuki, A. T. Takagi, Y. Takeuchi, Y. Zhong, H. Feng, J. Feng, L. Hu, J. R. Hu, Z. Kawaue, M. Kikawa, T. Mori, M. Nakaya, T. Wendell, R. A. Yasutome, K. Jenkins, S. J. McCauley, N. Mehta, P. Tarant, A. Wilking, M. J. Fukuda, Y. Itow, Y. Menjo, H. Ninomiya, K. Yoshioka, Y. Lagoda, J. Mandal, M. Mijakowski, P. Prabhu, Y. S. Zalipska, J. Jia, M. Jiang, J. Shi, W. Yanagisawa, C. Harada, M. Hino, Y. Ishino, H. Koshio, Y. Nakanishi, F. Sakai, S. Tada, T. Tano, T. Ishizuka, T. Barr, G. Barrow, D. Cook, L. Samani, S. Wark, D. Holin, A. Nova, F. Jung, S. Yang, B. S. Yang, J. Y. Yoo, J. Fannon, J. E. P. Kneale, L. Malek, M. McElwee, J. M. Thiesse, M. D. Thompson, L. F. Wilson, S. T. Okazawa, H. Lakshmi, S. M. Kim, S. B. Kwon, E. Seo, J. W. Yu, I. Ichikawa, A. K. Nakamura, K. Tairafune, S. Nishijima, K. Eguchi, A. Nakagiri, K. Nakajima, Y. Shima, S. Taniuchi, N. Watanabe, E. Yokoyama, M. de Perio, P. Fujita, S. Jesus-Valls, C. Martens, K. Tsui, K. M. Vagins, M. R. Xia, J. Izumiyama, S. Kuze, M. Matsumoto, R. Terada, K. Ishitsuka, M. Ito, H. Ommura, Y. Shigeta, N. Shinoki, M. Yamauchi, K. Yoshida, T. Gaur, R. Gousy-Leblanc, V. Hartz, M. Konaka, A. Li, X. Chen, S. Xu, B. D. Zhang, B. Posiadala-Zezula, M. Boyd, S. B. Edwards, R. Hadley, D. Nicholson, M. O'Flaherty, M. Richards, B. Ali, A. Jamieson, B. Amanai, S. Marti, Ll. Minamino, A. Suzuki, S. Scovell, P. R. Meehan, E. Bandac, I. Pena-Garay, C. Perez, J. Gileva, O. Lee, E. K. Leonard, D. S. Sakakieda, Y. Sakaguchi, A. Sueki, K. Takaku, Y. Yamasaki, S. Instrumentation and Detectors High Energy Astrophysical Phenomena The first loading of gadolinium (Gd) into Super-Kamiokande in 2020 was successful, and the neutron capture efficiency on Gd reached 50\%. To further increase the Gd neutron capture efficiency to 75\%, 26.1 tons of $\rm Gd_2(\rm SO_4)_3\cdot \rm 8H_2O$ was additionally loaded into Super-Kamiokande (SK) from May 31 to July 4, 2022. As the amount of loaded $\rm Gd_2(\rm SO_4)_3\cdot \rm 8H_2O$ was doubled compared to the first loading, the capacity of the powder dissolving system was doubled. We also developed new batches of gadolinium sulfate with even further reduced radioactive impurities. In addition, a more efficient screening method was devised and implemented to evaluate these new batches of $\rm Gd_2(\rm SO_4)_3\cdot \rm 8H_2O$. Following the second loading, the Gd concentration in SK was measured to be $333.5\pm2.5$ ppm via an Atomic Absorption Spectrometer (AAS). From the mean neutron capture time constant of neutrons from an Am/Be calibration source, the Gd concentration was independently measured to be 332.7 $\pm$ 6.8(sys.) $\pm$ 1.1(stat.) ppm, consistent with the AAS result. Furthermore, during the loading the Gd concentration was monitored continually using the capture time constant of each spallation neutron produced by cosmic-ray muons,and the final neutron capture efficiency was shown to become 1.5 times higher than that of the first loaded phase, as expected.
title	Second gadolinium loading to Super-Kamiokande
topic	Instrumentation and Detectors High Energy Astrophysical Phenomena
url	https://arxiv.org/abs/2403.07796