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Search for neutrinoless double-beta decay using high pressure xenon gas

Research Project

Project/Area Number 16J09462
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

潘 晟  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsニュートリノ / 二重ベータ崩壊 / ガス検出器 / TPC / キセノン / ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊 / 高圧キセノンガス / キセノンガス検出器
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊探索のための検出器開発を行った。本検出器は高圧キセノンガスを用いたTime Projection Chamber(TPC)であり、電離信号を光信号に変換して読み出す特徴的な信号読み出し機構によって高いエネルギー分解能を達成することが期待できる。
今年度は小型試作検出器による測定・性能評価を行いつつ、次期フェーズである大型試作機の設計及び製作を行った。特に信号読み取り機構の設計は本検出器の性能を決める上で非常に大切な要素である。高圧キセノンガスを導入した小型試作検出器にチェッキングソースを当て、様々な電場条件で得られた結果を元にシミュレーションを行い、様々な形状の候補の中から十分な性能が期待できる設計・仕様を決定した。
また大型試作機およびさらに将来の大型検出器の組み立てにあたり、検出器要素をユニット化し大型化および多チャンネル化を容易とする設計を行った。ユニット化された検出器を実際に制作し、コミッショニングを行うことで初信号を得ることに成功した。
さらに、本科研費による3年間の研究結果の発表として2件の国際学会に参加し、口頭発表にて成果発表を行った。
本科研費は今年度で終了となるが、本プロジェクト自体は他科研費などにより研究を継続するため、引き続き検出器開発および開発した検出器によるニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊探索を行う予定である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Angular dependence of columnar recombination in high pressure xenon gas using time profiles of scintillation emission2018

    • Author(s)
      K.D. Nakamura, S. Ban, M. Hirose, A.K. Ichikawa, Y. Ishiyama, A. Minamino, K. Miuchi, T. Nakaya, H. Sekiya, S. Tanaka and K. Ueshima
    • Journal Title

      Journal of Instrumentation

      Volume: 13 Issue: 07 Pages: P07015-P07015

    • DOI

      10.1088/1748-0221/13/07/p07015

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electroluminescence collection cell as a readout for a high energy resolution Xenon gas TPC2017

    • Author(s)
      Ban S.、Nakamura K.D.、Hirose M.、Ichikawa A.K.、Minamino A.、Miuchi K.、Nakaya T.、Sekiya H.、Tanaka S.、Ueshima K.、Yanagita S.、Ishiyama Y.、Akiyama S.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      Volume: 875 Pages: 185-192

    • DOI

      10.1016/j.nima.2017.09.015

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AXEL : Neutrinoless double beta decay search with a high pressure xenon gas Time Projection Chamber2017

    • Author(s)
      Sei Ban, Atsuko K. Ichikawa, Tsuyoshi Nakaya, Akihiro Minamino, Kiseki Nakamura, Saori Yanagita, Shunsuke Tanaka, Masanori Hirose, Hiroyuki Sekiya, Kota Ueshima, Kentaro Miuchi
    • Journal Title

      Journal of Physics Conference Series

      Volume: 888 Pages: 012233-012233

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Development of a high energy resolution xenon gas TPC for 0vbb decay search: AXEL2018

    • Author(s)
      S.Ban
    • Organizer
      The 4th International Conference on Science, Application and Technology of Xenon Radiation Detector(XeSAT2018)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High pressure Xe gas TPC for 0νββ decay search : AXEL2018

    • Author(s)
      S.Ban
    • Organizer
      Double beta decay and underground science(DBD18)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高圧キセノンガスTPC:AXELの読み出し機構の最適化と試作機による評価2018

    • Author(s)
      潘 晟
    • Organizer
      日本物理学会 第74回年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] AXEL実験:現10L級試作機の性能評価と次期100L級試作機の製作2017

    • Author(s)
      潘 晟
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] AXEL実験2017

    • Author(s)
      潘 晟
    • Organizer
      23rd ICEPPシンポジウム
    • Place of Presentation
      白馬岳美山荘
    • Year and Date
      2017-02-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧XeガスTPC AXELの小型試作機の高いエネルギー事象(500keV)に対する応答理解2017

    • Author(s)
      潘晟, 市川温子, 中家剛, 南野彰宏, 中村輝石, 田中駿祐, 吉田将, 中村和広, 廣瀬昌憲, 関谷洋之, 中島康博, 上島考太, 身内賢太朗
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高圧XeガスTPC AXELの小型試作機の152Euと22Naガンマ線源を用いた性能評価2017

    • Author(s)
      潘晟, 市川温子, 中家剛, 南野彰宏, 中村輝石, 田中駿祐, 吉田将, 中村和広, 廣瀬昌憲, 関谷洋之, 中島康博, 上島考太, 身内賢太朗
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋期大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Performance of the prototype detector of AXEL2016

    • Author(s)
      潘 晟
    • Organizer
      DBD16
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-11-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 511keVガンマ線を用いたAXEL検出器の試作機の性能評価2016

    • Author(s)
      潘 晟
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] AXEL : neutrinoless double beta decay search with a high pressure Xe gas TPC2016

    • Author(s)
      潘 晟
    • Organizer
      NEUTRINO2016
    • Place of Presentation
      Imperial College London, South Kensington, London, United Kingdom
    • Year and Date
      2016-07-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] AXEL

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/Neutrino/AXEL/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] AXEL

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/Neutrino/AXEL/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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