2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of flat panel detector for next-generation double beta decay experiment
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15K13484
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
嶋 達志 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (10222035)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 二重ベータ崩壊 / ニュートリノ / フラットパネルディテクタ / アモルファスセレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、粒子線の通過およびエネルギーの両方に対して感度を持つフラットパネル検出器（FPD）を次世代の二重ベータ崩壊測定実験に応用するため、製作方法を確立し基本性能を実証することを目的とする。医療用ディジタルＸ線撮像デバイスとして普及している通常型のFPDは有感層にアモルファスセレン（A-Se）を用いており、セレンの同位体82Seは遷移確率および崩壊Q値の点で二重ベータ崩壊測定試料としても優れた候補であるため、高性能な二重ベータ崩壊測定装置に応用できると考えられる。ただし通常型のFPDではA-Se層を支持するガラス層が不感領域となってしまうため、読み出し部を兼ねた支持層として半導体検出器の利用を検討した。通常、A-Seの成膜には蒸着法が用いられているが、高温下では半導体検出器の機能が損なわれる恐れが懸念された。そこで、高温を要しない還元法によるA-Seの製法の開発を行なった。当初は濃硝酸と過塩素酸による酸化の後、L-アスコルビン酸による還元を経てA-Se層の形成を行なったが、平成２８年度には反応条件を最適化することにより濃硝酸のみでの酸化が可能となり、より迅速かつ安全な成膜が可能となった。また、蒸着法で得られるセレン層が黒褐色であるのに対して本研究の方法では赤褐色のセレンが得られ、より純度の高いA-Seが得られることがわかった。これは、A-Seのガラス転移点が約40℃と低いため、より低温での成膜が可能な本方法が有利だったと解釈できる。現在、厚さ1mm以上のA-Se層を試作中であり、半導体検出器の表面に成膜した試験モジュールの動作確認を予定している。
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