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CANDLES実験における中性子線源を用いた検出器較正およびバックグラウンド調査

Publicly Offered Research

Project AreaUnification and Development of the Neutrino Science Frontier
Project/Area Number 26105513
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

飯田 崇史  大阪大学, 核物理研究センター, 特任助教 (40722905)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords素粒子実験 / ニュートリノ / 二重ベータ崩壊 / 2重ベータ崩壊
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は二重ベータ崩壊探索実験であるCANDLES実験において、中性子線源を用いてバックグラウンドの調査を行うことである。実際に線源用いてCANDLES実験で長い間不明であったQ値領域の主要BGを明らかにし、その結果をもとに遮蔽体のデザインと構築を行った。
検出器に対して中性子線源を照射することにより、中性子がSUSや岩盤内のFe, Ni等に吸われて発生する高エネルギーガンマ線が主なBGであることを突き止め、そのエネルギースペクトルを得ることに成功した。シミュレーションと比較することにより、SUSと岩盤のBG比を3:7と見積もり、CANDLES実験用シールドのデザインに貢献した。研究代表者を中心に鉛によるガンマ線遮蔽体、ホウ素入りゴムシートによる中性子遮蔽体の構築が行われ、年度内に完成した。それによりBGレベルは2桁低減が見込まれ、大型実験ではかつてない超低BG環境が実現する。
また中性子捕獲ガンマ線を人工的に作り出すために、Siを含んだポリエチレンブロックを制作し、その中心に中性子線源を配置する較正装置を開発した。これにより、これまで1.8MeVの一点のみで較正していたエネルギースケールを、Q値(4.27MeV)に近い3.5/5.0MeVの2点で較正できるようになり、Q値でのエネルギー不定性を半分以下に抑えることに成功した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] The CANDLES experiment for the study of Ca-48 double beta decay2016

    • Author(s)
      Takashi Iida et al.
    • Journal Title

      Nuclear and Particle Physics Proceedings

      Volume: 未定 Pages: 2633-2635

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysbps.2015.10.013

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Search for Neutrino-less Double Beta Decay of 48Ca2015

    • Author(s)
      S. Umehara他
    • Journal Title

      Physics Procedia,61(2015) 283-288.

      Volume: 61 Pages: 238-288

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2014.12.046

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low background techniques in CANDLES2015

    • Author(s)
      K. Nakajima, T. Iida, T.Kishimoto, K. Matsuoka, M. Nomachi, S. Umehara, W. M. Chan, H. Kakubata, X. Li, T. Maeda, T. Ohata, B. Temuge, K. Tetsuno, V.T.T. Trang, T. Uehara, S. Yoshida, K. Morishita, I. Ogawa, K. Sakamoto, Y. Tamagawa, M. Yoshizawa, K. Fushimi, R. Hazama, N. Nakatani, and K. Suzuki
    • Journal Title

      AIP Conference Proceedings

      Volume: 1672 Pages: 110004-110004

    • DOI

      10.1063/1.4928006

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The CANDLES Trigger System for the Study of Double Beta Decay of 48Ca2015

    • Author(s)
      T. Maeda et al.
    • Journal Title

      IEEE Trans. Nucl. Sci.

      Volume: 62 Issue: 3 Pages: 1128-1134

    • DOI

      10.1109/tns.2015.2423275

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] CANDLES による二重ベータ崩壊の研究 (106) - CANDLES 検出器の現状 -2016

    • Author(s)
      飯田崇史
    • Organizer
      日本物理学会 第 71 回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学, 仙台市
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] CANDLES 実験における検出器較正およびバックグラウンド調査2015

    • Author(s)
      飯田崇史
    • Organizer
      「ニュートリノフロンティア」研究会
    • Place of Presentation
      ニューウェルシティー湯河原, 静岡県熱海市
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Status and future prospect of 48Ca double beta decay search in CANDLES2015

    • Author(s)
      Takashi Iida
    • Organizer
      XIV International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics
    • Place of Presentation
      Torino, Italy
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CANDLES による二重ベータ崩壊の研究 (96) 実験の現状報告2015

    • Author(s)
      飯田崇史 for the CANDLES collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 第 70 回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 東京都
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CANDLES による二重ベータ崩壊の研究 (100) (n, γ) 事象低減のため の遮蔽システムの導入2015

    • Author(s)
      中島恭平 for the CANDLES collaboration
    • Organizer
      日本物理学会 第 70 回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 東京都
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] The CANDLES experiment for the study of Ca-48 double beta decay2014

    • Author(s)
      Takashi Iida
    • Organizer
      37th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2014)
    • Place of Presentation
      Valencia Conference Centre, Valencia, Spain
    • Year and Date
      2014-07-02 – 2014-07-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Status of the CANDLES project2014

    • Author(s)
      Takashi Iida
    • Organizer
      XXVI International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (NEUTRINO2014)
    • Place of Presentation
      Boston University, Boston, USA
    • Year and Date
      2014-06-02 – 2014-06-07
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] CANDLESホームページ

    • URL

      http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~umehara/Public/index.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] CANDLESホームページ(論文・発表)

    • URL

      http://www.rcnp.osaka-u.ac.jp/~umehara/Public/index.html?InputContents=Publication

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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