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スクリーン型X線フイルムを用いた新しいタイプのエマルション・チェンバーを大気球に搭載して重一次宇宙線の観測を行った。露出面積, 露出時間および高度はそれぞれ1.22m^2,15.8h, 8.9g/cm^2である。この気球は飛行中も常に一定の方位を保つようにΔφ=0.5°以内の精度で方向規正されている。これにより, チェンバー内に降り注いでくる一次宇宙線の到来方向を測定できるので, 東西効果を用いて数GeV/nucleonから∿15GeV/nucleonのエネルギー領域でエネルギースペクトルを化学組成別に求めることができる。また, Si核より重い核についてはopening-angle法を用いて得られた5∿1000GeV/nucleonのエネルギー領域におけるエネルギースペクトルも紹介する。前者によって得られたエネルギースペクトルは後者によるものと極めて滑らかに接続しており, これはopening-angle法を用いたエネルギー決定法が信頼できるものであることを意味している。また, 今回の観測における解析結果を前回の観測のものと比較してみると, Fe核については非常に良い一致が見られ, 微分型スペクトルの"べき"は数TeV/nucleonまで∿2.5の一定値が得られた。一方Si核については, 今回の観測では10∿1000GeV/nucleonの範囲で"べき"は∿2.7であり, 前回の∿2.9と比べるとゆるやかな傾きになっている。さらに, sub-Fe核のfluxとFe核に対するそのabundance ratioも報告する。[Z=21-25]/Fe abundance ratioは, ∿100GeV/nucleon以上のエネルギー領域で前回の観測結果よりわずかに減少しているのがわかる。, We have exposed an emulsion chamber with the area of 1.22m^2 on board the balloon at an atmospheric depth of 8.9g/cm^2 for 15.8h, which has been azimuthally controlled within the accuracy of Δφ=0.5°. With use of the east-west asymmetry effect of arriving cosmic-ray primaries, we can obtain the energy spectra for individual elements in the kinetic energy range from a few GeV/nucleon up to∿15GeV/nucleon. We present also the energy spectra obtained by the opening-angle method for the higher energy region, 5∿1000GeV/nucleon, for the elements not lighter than silicon. We find that the energy spectra obtained by the former method continue smoothly to those obtained by the latter, indicating that the energy determination using the opening-angle method is performed correctly. We compare also the present results with those obtained by the previous work. We find that the iron flux is in nice agreement with that obtained by the previous observation, the differential spectral index being constant, ∿2.5,up to a few TeV/nucleon, while in the case of silicon component, it is ∿2.7 for 10∿1000GeV/nucleon in this work, significantly harder than the previous one, ∿2.9. We also report the flux of the sub-iron component and its abundance ratio to the iron component. We find the abundance ratio of [Z=21-25]/iron is slightly less than those obtained previously in the higher energy region, ≳100GeV/nucleon., 資料番号: SA0167085000

We have exposed a new type of emulsion chamber with full use of the screen-type X-ray film at a level of 11.7g/cm^2 for∿20h, and detected more than hundred thousand cosmic-ray heavy primaries, with charge of Z≳8. This article describes the charge resolution and the accuracy of energy determination for primary cosmic-ray nucleus, and report the absolute intensities of cosmic ray primaries heavier than silicon in the wide energy range, a few GeV/n to TeV/n and beyond. Our results of iron and silicon fluxes are both in agreement with those obtained recently by spacelab-2 experiment. It is particularly remarkable that the spectrum of silicon primaries becomes softer beyond the hundred GeV/n, with integral index of β∿1.95,which is hard to understand in the framework of current models for interstellar propagation as well as for acceleration mechanism. On the other hand, we found that the exponent of iron spectrum is almost constant with β∿1.5 up to a few TeV/n. We report also about the abundance ratio of sub-iron group to iron, which reflects strongly on the escape length of cosmic rays in the Galaxy. We discuss further the total primary flux, and find that the extrapolation of the direct observation data to the energy region of 10^ ∿10^eV/particle deviates slightly from those expected by air shower experiment., 資料番号: SA0167045000

この論文は, スクリーンタイプのX線フィルムを重一次宇宙線の観測に応用した場合の有効性について報告する。まず増感紙(Gd_2O_2S : Tb)の光学的性質について詳しく調べ, それを基に増感紙内で重粒子が作り出す(膨大な数のδ線を通して放出される)シンチレーション光の三次元拡散シミュレーションを行った。こうした理論的な考察を基にして, 最近三陸で行った気球実験データの解析結果を報告するが, ここでは主に, 重一次宇宙線の荷電分解能と三陸緯度での切断エネルギー(≃4GeV/n)以上の重粒子のフラックスについて報告する。これらの結果は極めて満足できるものであり, 重一次宇宙線の観測にスクリーンタイプのX線フィルムを使用したチェンバーが非常に有望であることがわかった。, This paper discusses the possibility of screen-type X-ray film for the observation of heavy cosmic-ray primaries. We investigate in detail the optical characteristics of the intensifying screen Gd_2O_2S : Tb, and perform a simulation calculation for three dimensional diffusion of scintillation light emitted from numerous δ-rays (knock-on electrons produced by a heavy primary) in the screen. On the basis of these theoretical speculations, we report the experimental results obtained recently by a balloon-borne emulsion chamber with full use of the screen type X-ray film, focusing to the charge resolution of heavy primaries and their flux with energy larger than the rigidity cut-off at Sanriku latitude, E_c∿4GeV/n. All results show that the emulsion chamber with multi-layered screen-type X-ray film is quite valid and powerful for the observation of heavy cosmic-ray primary., 資料番号: SA0166967000

スクリーン型X線フィルムを多層的に挿入した新しいタイプのエマルションチェンバーを気球に搭載して高度11.7g/cm^2,露出時間∿20hで重一次宇宙線の観測を行った。このチェンバーは, 従来の電磁シャワー検出層であるカロリメータ部をとりはずし, ステンレス板(一枚の厚さは500μm), 原子核乾板, 富士200型X-ray film(ノンスクリーン型), スクリーン型X-ray film(富士Grenex HR_8+富士RXO_H)のサンドイッチからなるターゲット層のみで構成されている。従って, 鉛等の重い吸収層を使用しないため, 大面積, 大立体角の軽量型エマルションチェンバーの製作が可能となった。スクリーン型X線フィルムを重一次線観測用に使用した場合の効率, 性能について議論すると同時に, 観測結果の予備解析結果, 特に高荷電で極めて貫通力の大きな一次線を報告する。, We have exposed an emulsion chamber with full use of screen-type X-ray film at a level of 11.7g/cm^2 for∿20h. Our chamber consists of a sandwith of stainless target (500μm thickness each) and sensitive materials such as Fuji #200-type X-ray film (non screen type), nuclear emulsion plate and screen-type X-ray film (Fuji Grenex HR_8+Fuji RXO_H film). Since electromagnetic calorimeter layer is removed, it makes possible to construct large size emulsion chamber with light weight. We discuss the possibility of a screen-type X-ray film for the observation of heavy cosmic ray primaries, and report preliminary results obtained by this observation, particularly on an interesting event showing an extremely penetrative nature in the atmosphere with high effective charge, Z=36∿40., 資料番号: SA0166943000