フッ素系界面活性剤による透明な水シンチレータの実現
Publicly Offered Research
| Project Area | Exploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos |
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| Project/Area Number |
19H05094
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
飯田 崇史 筑波大学, 数理物質系, 助教 (40722905)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 水シンチレータ / フッ素系界面活性剤 / ニュートリノ検出器 / ニュートリノ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は10年後を見据えた巨大シンチレータ・ニュートリノ実験計画のR&Dとして、フッ素系の界面活性剤を用いた発光量と透過率を兼ね備えた水ベースの液体シンチレータ（水シンチレータ）を世界で初めて開発する。それにより、チェレンコフ光では観測できない低エネルギーの太陽ニュートリノや超新星背景ニュートリノを高感度で測定することを目指していく。水シンチレータはこれまで透過率の低さが問題となっていた。本研究では屈折率が水に近く（水1.33に対し1.35）反射が起きづらいフッ素系の界面活性剤を用いて、透明度の高い水シンチレータを開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は将来の大型ニュートリノ観測実験のR&Dとして、フッ素系の界面活性剤を用いた発光量と透過率を兼ね備えた水ベースの液体シンチレータ（水シンチレータ）の開発を行う。それにより、チェレンコフ光では観測できない低エネルギーの太陽ニュートリノや超新星背景ニュートリノを高感度で測定することを将来的に目指していく。
水シンチレータはこれまで透過率の低さが問題となっていた。水シンチレータで最も重要となる界面活性剤の屈折率が高いことで反射が起きてしまったため、光の透過率が下がったと思われる。本研究では屈折率が水に近く（水1.33に対し1.35）反射が起きづらいフッ素系の界面活性剤を用いて、透明度の高い水シンチレータを開発する。
今年度の目的は、実際にフッ素材料を用いた水シンチレータを作成し、その性能を評価することである。２０１９年度のうちに筑波大学に分光光度計(U3900)を導入し、作成した水シンチレータの透過率測定環境を整備しており、２０２０年度は複数のフッ素系界面活性剤サンプルを購入し、水に溶かしたものの透過率を測定した。５種類の比較により、ＡＧＣセイミケミカル社のサーフロンというフッ素系界面活性剤が、比較的良い性能を示すことが分かった。それを用いて、実際に水に発光剤（2,5-ジフェニルオキサゾール）を溶かして、フッ素系の水シンチレータ・サンプルを世界で初めて作成することに成功した。以上のように、本研究で実用化に向けた第一歩を踏み出すことが出来た。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
