2016 Fiscal Year Annual Research Report
大型液体シンチレータ検出器でのニュートリノのマヨラナ性と世代数の研究
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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| Project/Area Number |
26104002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 邦雄 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (10242166)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 二重ベータ崩壊 / マヨラナニュートリノ / 宇宙物質優勢 / 極低放射能 / 地球ニュートリノ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
a)０ν２β探索において、純化によるバックグラウンドの低減に成功し、純化前後を合わせて136Xeの半減期に対して90％信頼度で1.07×10^26年以上という制限を与えた。これまでの探索感度を大幅に改善するものであり世界を大きくリードすることに成功した。マヨラナ有効質量に対する制限としては61-165 meV以下という縮退構造をほぼカバーする制限であり、逆階層構造を検証する適切な実験手法であることを裏付けた。b)800kgの濃縮キセノン全量に対して蒸留およびゲッターを使った純化を完了した。c)徹底的なクリーン化対策を施し、クラス１スーパークリーンルームで800kg用ミニバルーンを製作し、ヘリウム検出器によるリークテストを実施した。d)新規のミニバルーンをカムランド内に導入し、キセノンを含まない液体シンチレータで膨らませ約１ヶ月間のデータ取得を行なった。新規のミニバルーンは400kg用のミニバルーンと比較して１０倍程度のバックグラウンド低減に成功していることがわかり、クリーン化対策の有効性を示した。e)配送から導入に至る一連の作業の中でミニバルーンにリークが生じてしまったため、そのまま撤去しリークの原因調査を行なった。クリーン化の過程で機械化を測った溶着部分にまれに欠陥が生じることが判明し、溶着機の改善を行なった。今後は改良型溶着機での溶着性能評価を行い、800kg用ミニバルーンを再製作する。f)将来の改良のための開発として、モレキュラーシーブによる高発光・高引火点液体シンチレータの純化の最適条件を調べ、実機のデザインを行なった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
世界をリードする感度を達成したとともに、さらなる大型化に向けたミニバルーン製作においてバックグラウンドの大幅な低減に成功している。リークが見つかったためミニバルーンを再度制作するが当初計画よりは速いペースで進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
濃縮キセノンの800kgの導入に向けて精力的に研究を進め、逆階層構造に切り込む感度を早期に実現する。同時に、逆階層構造をカバーするための技術開発をさらに精緻に進め、カムランド検出器の大幅なエネルギー分解能向上に備える。また、カムランド発の地球ニュートリノの観測精度を向上させるとともに地球モデルの改善も実施し、地球内部のより詳細な情報をもたらす。並行して、革新的技術の涵養、物理目標の多様化、装置活用の拡大を推進し、地下素粒子原子核研究を大いに展開する
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