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In order to improve Super-Kamiokande's neutron detection efficiency and to thereby increase its sensitivity to the diffuse supernova neutrino background flux, 13 tons of Gd2(SO4)3⋅8H2O (gadolinium sulfate octahydrate) was dissolved into the detector's otherwise ultrapure water from July 14 to August 17, 2020, marking the start of the SK-Gd phase of operations. During the loading, water was continuously recirculated at a rate of 60 m3/h, extracting water from the top of the detector and mixing it with concentrated Gd2(SO4)3⋅8H2O solution to create a 0.02% solution of the Gd compound before injecting it into the bottom of the detector. A clear boundary between the Gd-loaded and pure water was maintained through the loading, enabling monitoring of the loading itself and the spatial uniformity of the Gd concentration over the 35 days it took to reach the top of the detector. During the subsequent commissioning the recirculation rate was increased to 120 m3/h, resulting in a constant and uniform distribution of Gd throughout the detector and water transparency equivalent to that of previous pure-water operation periods. Using an Am–Be neutron calibration source the mean neutron capture time was measured to be 115±1 μs, which corresponds to a Gd concentration of 111±2 ppm, as expected for this level of Gd loading. This paper describes changes made to the water circulation system for this detector upgrade, the Gd loading procedure, detector commissioning, and the first neutron calibration measurements in SK-Gd.
First gadolinium loading to Super-Kamiokande / Abe, K.; Bronner, C.; Hayato, Y.; Hiraide, K.; Ikeda, M.; Imaizumi, S.; Kameda, J.; Kanemura, Y.; Kataoka, Y.; Miki, S.; Miura, M.; Moriyama, S.; Nagao, Y.; Nakahata, M.; Nakayama, S.; Okada, T.; Okamoto, K.; Orii, A.; Pronost, G.; Sekiya, H.; Shiozawa, M.; Sonoda, Y.; Suzuki, Y.; Takeda, A.; Takemoto, Y.; Takenaka, A.; Tanaka, H.; Watanabe, S.; Yano, T.; Han, S.; Kajita, T.; Okumura, K.; Tashiro, T.; Xia, J.; Megias, G. D.; Bravo-Berguno, D.; Labarga, L.; Marti, L.; Zaldivar, B.; Pointon, B. W.; Blaszczyk, F. D. M.; Kearns, E.; Raaf, J. L.; Stone, J. L.; Wan, L.; Wester, T.; Bian, J.; Griskevich, N. J.; Kropp, W. R.; Locke, S.; Mine, S.; Smy, M. B.; Sobel, H. W.; Takhistov, V.; Hill, J.; Kim, J. Y.; Lim, I. T.; Park, R. G.; Bodur, B.; Scholberg, K.; Walter, C. W.; Bernard, L.; Coffani, A.; Drapier, O.; Hedri, S. E.; Giampaolo, A.; Gonin, M.; Mueller, T. A.; Paganini, P.; Quilain, B.; Ishizuka, T.; Nakamura, T.; Jang, J. S.; Learned, J. G.; Anthony, L. H. V.; Martin, D.; Scott, M.; Sztuc, A. A.; Uchida, Y.; Cao, S.; Berardi, V.; Catanesi, M. G.; Radicioni, E.; Calabria, N. F.; Nascimento Machado, L.; De Rosa, G.; Collazuol, G.; Iacob, F.; Lamoureux, M.; Mattiazzi, M.; Ospina, N.; Ludovici, L.; Maekawa, Y.; Nishimura, Y.; Friend, M.; Hasegawa, T.; Ishida, T.; Kobayashi, T.; Jakkapu, M.; Matsubara, T.; Nakadaira, T.; Nakamura, K.; Oyama, Y.; Sakashita, K.; Sekiguchi, T.; Tsukamoto, T.; Boschi, T.; Gao, J.; Di Lodovico, F.; Migenda, J.; Taani, M.; Zsoldos, S.; Kotsar, Y.; Nakano, Y.; Ozaki, H.; Shiozawa, T.; Suzuki, A. T.; Takeuchi, Y.; Yamamoto, S.; Ali, A.; Ashida, Y.; Feng, J.; Hirota, S.; Kikawa, T.; Mori, M.; Nakaya, T.; Wendell, R. A.; Yasutome, K.; Fernandez, P.; Mccauley, N.; Mehta, P.; Tsui, K. M.; Fukuda, Y.; Itow, Y.; Menjo, H.; Niwa, T.; Sato, K.; Tsukada, M.; Lagoda, J.; Lakshmi, S. M.; Mijakowski, P.; Zalipska, J.; Jiang, J.; Jung, C. K.; Vilela, C.; Wilking, M. J.; Yanagisawa, C.; Hagiwara, K.; Harada, M.; Horai, T.; Ishino, H.; Ito, S.; Kitagawa, F.; Koshio, Y.; Ma, W.; Piplani, N.; Sakai, S.; Barr, G.; Barrow, D.; Cook, L.; Goldsack, A.; Samani, S.; Wark, D.; Nova, F.; Yang, J. Y.; Jenkins, S. J.; Malek, M.; Mcelwee, J. M.; Stone, O.; Thiesse, M. D.; Thompson, L. F.; Okazawa, H.; Kim, S. B.; Seo, J. W.; Yu, I.; Ichikawa, A. K.; Nishijima, K.; Koshiba, M.; Iwamoto, K.; Nakajima, Y.; Ogawa, N.; Yokoyama, M.; Martens, K.; Vagins, M. R.; Kuze, M.; Izumiyama, S.; Yoshida, T.; Inomoto, M.; Ishitsuka, M.; Ito, H.; Kinoshita, T.; Matsumoto, R.; Ohta, K.; Shinoki, M.; Suganuma, T.; Martin, J. F.; Tanaka, H. A.; Towstego, T.; Akutsu, R.; Hartz, M.; Konaka, A.; de Perio, P.; Prouse, N. W.; Chen, S.; Xu, B. D.; Posiadala-Zezula, M.; Hadley, D.; O'Flaherty, M.; Richards, B.; Jamieson, B.; Walker, J.; Minamino, A.; Pintaudi, G.; Sano, S.; Sasaki, R.. - In: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. SECTION A, ACCELERATORS, SPECTROMETERS, DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT. - ISSN 0168-9002. - 1027:(2022), p. 166248. [10.1016/j.nima.2021.166248]
First gadolinium loading to Super-Kamiokande
Abe K.;Bronner C.;Hayato Y.;Hiraide K.;Ikeda M.;Imaizumi S.;Kameda J.;Kanemura Y.;Kataoka Y.;Miki S.;Miura M.;Moriyama S.;Nagao Y.;Nakahata M.;Nakayama S.;Okada T.;Okamoto K.;Orii A.;Pronost G.;Sekiya H.;Shiozawa M.;Sonoda Y.;Suzuki Y.;Takeda A.;Takemoto Y.;Takenaka A.;Tanaka H.;Watanabe S.;Yano T.;Han S.;Kajita T.;Okumura K.;Tashiro T.;Xia J.;Megias G. D.;Bravo-Berguno D.;Labarga L.;Marti L.;Zaldivar B.;Pointon B. W.;Blaszczyk F. D. M.;Kearns E.;Raaf J. L.;Stone J. L.;Wan L.;Wester T.;Bian J.;Griskevich N. J.;Kropp W. R.;Locke S.;Mine S.;Smy M. B.;Sobel H. W.;Takhistov V.;Hill J.;Kim J. Y.;Lim I. T.;Park R. G.;Bodur B.;Scholberg K.;Walter C. W.;Bernard L.;Coffani A.;Drapier O.;Hedri S. E.;Giampaolo A.;Gonin M.;Mueller T. A.;Paganini P.;Quilain B.;Ishizuka T.;Nakamura T.;Jang J. S.;Learned J. G.;Anthony L. H. V.;Martin D.;Scott M.;Sztuc A. A.;Uchida Y.;Cao S.;Berardi V.;Catanesi M. G.;Radicioni E.;Calabria N. F.;Nascimento Machado L.;De Rosa G.;Collazuol G.;Iacob F.;Lamoureux M.;Mattiazzi M.;Ospina N.;Ludovici L.;Maekawa Y.;Nishimura Y.;Friend M.;Hasegawa T.;Ishida T.;Kobayashi T.;Jakkapu M.;Matsubara T.;Nakadaira T.;Nakamura K.;Oyama Y.;Sakashita K.;Sekiguchi T.;Tsukamoto T.;Boschi T.;Gao J.;Di Lodovico F.;Migenda J.;Taani M.;Zsoldos S.;Kotsar Y.;Nakano Y.;Ozaki H.;Shiozawa T.;Suzuki A. T.;Takeuchi Y.;Yamamoto S.;Ali A.;Ashida Y.;Feng J.;Hirota S.;Kikawa T.;Mori M.;Nakaya T.;Wendell R. A.;Yasutome K.;Fernandez P.;McCauley N.;Mehta P.;Tsui K. M.;Fukuda Y.;Itow Y.;Menjo H.;Niwa T.;Sato K.;Tsukada M.;Lagoda J.;Lakshmi S. M.;Mijakowski P.;Zalipska J.;Jiang J.;Jung C. K.;Vilela C.;Wilking M. J.;Yanagisawa C.;Hagiwara K.;Harada M.;Horai T.;Ishino H.;Ito S.;Kitagawa F.;Koshio Y.;Ma W.;Piplani N.;Sakai S.;Barr G.;Barrow D.;Cook L.;Goldsack A.;Samani S.;Wark D.;Nova F.;Yang J. Y.;Jenkins S. J.;Malek M.;McElwee J. M.;Stone O.;Thiesse M. D.;Thompson L. F.;Okazawa H.;Kim S. B.;Seo J. W.;Yu I.;Ichikawa A. K.;Nishijima K.;Koshiba M.;Iwamoto K.;Nakajima Y.;Ogawa N.;Yokoyama M.;Martens K.;Vagins M. R.;Kuze M.;Izumiyama S.;Yoshida T.;Inomoto M.;Ishitsuka M.;Ito H.;Kinoshita T.;Matsumoto R.;Ohta K.;Shinoki M.;Suganuma T.;Martin J. F.;Tanaka H. A.;Towstego T.;Akutsu R.;Hartz M.;Konaka A.;de Perio P.;Prouse N. W.;Chen S.;Xu B. D.;Posiadala-Zezula M.;Hadley D.;O'Flaherty M.;Richards B.;Jamieson B.;Walker J.;Minamino A.;Pintaudi G.;Sano S.;Sasaki R.
2022
Abstract
In order to improve Super-Kamiokande's neutron detection efficiency and to thereby increase its sensitivity to the diffuse supernova neutrino background flux, 13 tons of Gd2(SO4)3⋅8H2O (gadolinium sulfate octahydrate) was dissolved into the detector's otherwise ultrapure water from July 14 to August 17, 2020, marking the start of the SK-Gd phase of operations. During the loading, water was continuously recirculated at a rate of 60 m3/h, extracting water from the top of the detector and mixing it with concentrated Gd2(SO4)3⋅8H2O solution to create a 0.02% solution of the Gd compound before injecting it into the bottom of the detector. A clear boundary between the Gd-loaded and pure water was maintained through the loading, enabling monitoring of the loading itself and the spatial uniformity of the Gd concentration over the 35 days it took to reach the top of the detector. During the subsequent commissioning the recirculation rate was increased to 120 m3/h, resulting in a constant and uniform distribution of Gd throughout the detector and water transparency equivalent to that of previous pure-water operation periods. Using an Am–Be neutron calibration source the mean neutron capture time was measured to be 115±1 μs, which corresponds to a Gd concentration of 111±2 ppm, as expected for this level of Gd loading. This paper describes changes made to the water circulation system for this detector upgrade, the Gd loading procedure, detector commissioning, and the first neutron calibration measurements in SK-Gd.
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simulazione ASN
Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
La presente simulazione è stata realizzata sulla base delle specifiche raccolte sul tavolo ER del Focus Group IRIS coordinato dall’Università di Modena e Reggio Emilia e delle regole riportate nel DM 589/2018 e allegata Tabella A. Cineca, l’Università di Modena e Reggio Emilia e il Focus Group IRIS non si assumono alcuna responsabilità in merito all’uso che il diretto interessato o terzi faranno della simulazione. Si specifica inoltre che la simulazione contiene calcoli effettuati con dati e algoritmi di pubblico dominio e deve quindi essere considerata come un mero ausilio al calcolo svolgibile manualmente o con strumenti equivalenti.