1992 Fiscal Year Annual Research Report
二重ベータ崩壊検出用の高分解能ゲルマニューム室温液イオン・チェンバーの開発研究
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02452018
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| Research Institution | TOHOKU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
湯田 春雄 東北大学, 理学部, 教授 (90108457)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 公明 埼玉衛生短期大学, 一般教養, 講師 (40173744)
末包 文彦 東北大学, 理学部, 助手 (10196678)
長谷川 勝夫 東北大学, 理学部, 助教授 (70004463)
阿部 浩也 東北大学, 理学部, 助教授 (60004412)
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| Keywords | 素粒子 / ベーター崩壊 / 粒子検出器 / ニュートリノ / 電子 / イオン・チェンバー / カロリメーター |
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| Research Abstract |
ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊は、ニュートリノ質量と関連するため、多くの研究が行われている。本研究は、^<76>Geを含む室温液体TMGを媒体とするイオン・チェンバーを製作し、TMG液体中の^<76>Ge二重ベータ崩壊を検出しようとするもので、そのためTMGイオン・チェンバーを製作し、^<207>Biアイソトープからの976keV電子線信号の観測を行い、そのエネルギー分解能の向上を計る事を目的とする。この種類のチェンバーは液体の純度0.1ppm以下が要求されるため、初年度は(] SY.encircled1. [)液体の純化、(] SY.encircled2. [)高圧電源及び信号読み取り回路、(] SY.encircled3. [)信号観測を主として行った。信号観測のためにチェンバー内の平行二極板のカソード極板に^<207>Biアイソトープを融着させ、それからの976keV電子線の観測に初めて成功した。このイオン・チェンバーの測定法はパルス測定法と呼ばれ、この方法では世界で初めての観測結果であり、論文として公表した。
次年度はエネルギー分解能を向上させるため、グリッド板(φ20μmワイヤー、間隔250μm)を平行二極板間に挿入し、テストを行ったが、チェンバーからの出力信号が10^<-15>クーロン程度であるためノイズが大きく信号観測が困難であった。そのため、最終年度はノイズ減少のためシールド箱を制作し、種々のノイズ対策を行い、^<207>Biの976keVの信号を観測した。結果として、グリッド挿入により適正な電場をアノード・グリッド間に印可することにより、エネルギー分解能は_σ/E≒17%となり、グリッドを使用しない場合(19%)と比較して多少の向上が計られた。しかし^<76>Geの二重ベータ崩壊を観測するためには、更に分解能の向上が必要である。しかし、使用されたTMGが電子寿命4μsの短いものであるため、グリッドの効果を有効に見ることが出来なかったが、更に電子寿命を長くして、エネルギー分解能を向上することが可能と思われる。
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[Publications] 湯田、阿部、長谷川、末包、増田、他7名: "Signal Observation from a pulsed Ionization Chamber Filled with Tetramethyl Germanium" Journal of Japanese Applied Physics. 30. 525-527 (1991)
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[Publications] K.Masuda et al.他7名: "Measurement of Liquid Xenon Scintillation from Heavy Ion Using a Silicon Photodiode" Nuclear Instrument and Method. A309. 489-496 (1991)
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[Publications] B.Aubert、湯田 他20名: "Componsation studies of a Lead/TMP Calorimeter" Nuclear Instrument and Method. A313. 357-366 (1992)
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[Publications] K.Masuda、H.Yuta 他19名: "Characteristics an ionization chamber using tetramethyl germanium" Nuclear Instrument and Method. A313. 357-366 (1992)
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[Publications] Y.Hoshi、H.Yuta 他13名: "Free-Ion Yield for Tetramethylsiane and Tetramethyl germanium" IEEE. (1992)
