Study of pulse shape discrimination of inorganic scintillator including Gd

• Project/Area Number: 25420901
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: University of Fukui
• Principal Investigator: Tamagawa Yoichi 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40236732)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): Ogawa Izumi 福井大学, 大学院工学研究科, 准教授 (20294142) ; Kobayashi Masaaki 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素核研, 名誉教授 (40013388)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2015: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: GAGGシンチレーター / 入射粒子識別 / 発光波形 / α線 / γ線 / 消光係数 / 無機シンチレーター / GAGG / 消光系数 / ガドリニウム / シンチレーター / ダブルベータ−崩壊 / ダブルベーター崩壊

Outline of Final Research Achievements

The study of pulse shape discrimination for the inorganic scintillators including Gd was performed. GSO and GAGG crystals ware used for the scintillator and alpha ray and gamma ray ware used for the incident particles. As the result, It was found that GSO crystal can not separate the events of these two particles using PSD method at the room temperature , but GAGG crystal can separate the events using shape indicator method clearly.
From this result, we tried the internal alpha/gamma event separation using large GAGG crystal for the basic study of the double beta decay experiment using GAGG.
The quenching factor for alpha/gamma was also investigated using He ion beam.

Research Products

• [Journal Article] Alpha-gamma pulse-shape discrimination in Gd3Al2Ga3O12 (GAGG): Ce3+ crystal scintillator using shape indicator (2015)
  • Author(s): Tamagawa Yoichi, Inukai Yuji, Ogawa Izumi, Kobayashi Masaaki
  • Journal Title: NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT Volume: 795 Pages: 192-195
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Search for Neutrino-less Double Beta Decay with CANDLES (2015)
  • Author(s): S.Umehara, T.Kishimoto, M.Nomachi, S.Ajimura, T. Iida, K. Nakajima, K.Ichimura, K.Matsuoka, M.Saka, T. Ishikawa, D. Tanaka, M. Tanaka, T. Maeda, S.Yoshida, K.Suzuki, G.Ito, H.Kakubata, W.Wang, K. Tetsuno, Y. Tamagawa, I. Ogawa
  • Journal Title: Physics Procedia Volume: 61 Pages: 283-288
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Search for neutrino-less double beta decay of 48Ca (2014)
  • Author(s): S.Umehara,T.Kishimoto,M.Nomachi,S.Ajimura,N.Nakatani,K.Matsuoka,K.Ichimura,M.Saka,T.Ishikawa,D.Tanaka,M.Tanaka,S.Yoshida,K.Suzuki,G.Ito,H.Kakubata,W.Wang,J.Takemoto,W.M.Chan,M.Doihara,Y.Tamagawa,I.Ogawa,T.Ueno,S.Maeda,A.Yamamoto,S.Tomita,G.Fujita,A.Kawamura,T.Harada,K.Fushimi,R.Hazama,H.Ohsumi,K.Okada
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 66 Pages: 08008-08008
  • DOI: 10.1051/epjconf/20146608008
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] GAGG シンチレータ中の放射性不純物量の測定 (2015)
  • Author(s): 増田旭, 高橋成企, 中島恭平, 小川泉, 玉川洋一, 小林正明
  • Organizer: 日本物理学会北陸支部 定例学術講演会
  • Place of Presentation: 金沢市
  • Year and Date: 2015-11-28
• [Presentation] 二重β崩壊実験のためのCaのレーザー同位体分離実験 (2015)
  • Author(s): 坂本康介, 加藤勝大, 遅 智超, 森下 剣, 三橋 怜, 平田直斗, 方 浩田, 玉川洋一, 小川 泉, 仁木秀明
  • Organizer: レーザー学会学術講演会第35回年次大会
  • Place of Presentation: 東京都港区
  • Year and Date: 2015-01-11
• [Presentation] ＧＡＧＧシンチレータにおける内部バックグラウンド事象の低減 (2014)
  • Author(s): 犬飼裕司, 小川 泉, 玉川洋一, 小林正明
  • Organizer: 2014年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
  • Place of Presentation: 福井大学
  • Year and Date: 2014-12-13
• [Presentation] Alpha-gamma pulse shape discrimination in GAGG scintillator using shape indicator (2014)
  • Author(s): Y. Inukai, Y. Tamagawa, I. Ogawa, M. Kobayashi
  • Organizer: nternational workshop on "Double Beta Decay and Underground Science" (DBD2014)
  • Place of Presentation: ハワイ
  • Year and Date: 2014-10-05
• [Presentation] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(94) CANDLES実験の現状 (2014)
  • Author(s): 吉田 斉, 岸本 忠史, 鈴木耕拓, 角畑 秀一, 王 偉, Van Trang, Chan Wei Min, 鉄野高之介, 太畑貴綺, 上原拓真, 李暁龍, Temuge Batpurev, 能町 正治, 味村周平, 梅原 さおり, 飯田崇史, 中島恭平, 松岡 健次, 田中 大樹, 前田剛, 小川 泉, 玉川 洋一, 坂本康介, 吉澤真敦, 犬飼祐司, 野代翔平, 増田旭, 森下剣, 鷲野将臣, 伏見賢一
  • Organizer: 日本物理学会2014年秋季大会
  • Place of Presentation: 佐賀市
  • Year and Date: 2014-09-20
• [Presentation] 単結晶GAGGシンチレータによる入射粒子識別能 (2013)
  • Author(s): 犬飼裕司、冨田翔吾、小川泉、玉川洋一、小林正明
  • Organizer: 2013年度日本物理学会北陸支部定期学術講演会
  • Place of Presentation: 富山大学