Measurement of half-life for neutrino emission double beta decay using Zr-96 nuclei

• Project/Area Number: 23K22514
• Project/Area Number (Other): 22H01243 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Miyagi University of Education
• Principal Investigator: 福田 善之 宮城教育大学, 教育学部, 教授 (40272520)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2025: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000); Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: ニュートリノ / 2重ベータ崩壊 / 液体シンチレーター / 極低放射能環境 / ジルコニウム / 二重ベータ崩壊 / ジルコニウム96 / 半減期 / バックグラウンド除去

Outline of Research at the Start

本研究は、900kgのZr-96が溶解する液体シンチレータを用いて、ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊の半減期が10の27乗年以上の観測により0.01eV領域のニュートリノ質量を探索するZICOSの実証実験として、ICP質量分析器等によるスクリーニング計測から選定された極低放射能材料を用いた2nu-ZICOS検出器を製作し、極低放射線環境下においてU/Th由来の背景事象をチェレンコフ光の位相幾何学的情報を用いて効率的に除去することにより、Zr-96のニュートリノを伴う二重ベータ崩壊事象を観測し、半減期が2.4×10の19乗年と誤差範囲内で一致するかを明らかにする。