2009 Fiscal Year Annual Research Report
反ニュートリノの方向測定に向けたリチウム含有液体シンチレータの開発
| Project/Area Number |
09J04492
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
渡辺 寛子 Tohoku University, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Keywords | 素粒子実験 / ニュートリノ / 液体シンチレータ / 光検出器 / 到来方向測定 / リチウム / KamLAND |
|---|
| Research Abstract |
<研究目的>
様々な観測意義を持つ低エネルギー反ニュートリノの到来方向を測定する事が出来る検出器の開発を目指す。
<研究実績>
液体シンチレータにニュートリノ事象の到来方向の感度を持たせる為に、^6Liを液体シンチレータに導入することで中性子捕獲点の決定精度を大幅に向上させ、位置分解能1cm以上での測定を実現する為、光学レンズと位置検出素子を組み合わせたイメージング検出器の開発を行う。
●^6Li含有液体シンチレータ
1.濃縮^6Liを用いた液体シンチレータの作成と性能評価
濃縮^6Liを用いと仮定した場合の性能評価を行ったところ、濃度、減衰長、発光量、長期安定性の全てにおいて目標性能を達成し、過去に製品化されたものを遥かに上回る性能を有する^6Li含有液体シンチレータの作成に成功した。
2.中性子線源を用いた反応の測定
^6Li含有液体シンチレータ(^6Li濃度0.08wt%)2.0Lを用い、^<252>Cfを中性子線源とし飛行時間法による測定を行った。中性子が^6Liに捕獲された時に放出されるα線と^3Hのイベントは、^6Li含有液体シンチレータ中ではクエンチ効果により約600keVになることが観測された(Q値4.9MeV)。また中性子の捕獲時間は51μsecであり現存液体シンチレータの220μsecを大幅に短縮に出来る事が証明され、シミュレーションの結果とも一致した。
3.パルス波形分別(PSD)によるα+^3Hイベントとγ線の粒子識別可能性を確認した。
・イメージング検出器
1.位置分解能の測定
鉛で1cm角にコリメートした^<60>Coγ線の発光位置をイメージング検出器を用いて再構成したところ位置分解能は2cmであった。
以上の結果を2回国際学会で発表したところ、ニュートリノの新しい測定方法を開発している事に高い評価を受けることが出来た。また平行してニュートリノ振動解析やニュートリノレス二重β崩壊探索の為のシミュレーションも行い、研究会で発表した。
|
