2007 Fiscal Year Annual Research Report
InP太陽ニュートリノプロトタイプ測定器を用いた制動輻射バックグラウンドの研究
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17340065
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| Research Institution | Miyagi University of Education |
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Principal Investigator |
福田 善之 Miyagi University of Education, 教育学部, 准教授 (40272520)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森山 茂栄 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (50313044)
塩澤 真人 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (70272523)
小汐 由介 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (80292960)
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| Keywords | 太陽ニュートリノ / ニュートリノ振動 / 放射線検出器 / 素粒子実験 / 太陽物理学 / 半導体検出器 |
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| Research Abstract |
住友電気工業製のVCZ法で結晶成長させた半絶縁性InP基板を用いて、10mm×10mm×200μmのドライアイス冷却型検出器を開発した。バイアス電圧500Vにおいて^<57>Coからの122keV、^<133>Baからの81keV、^<241>Amからの60keVのガンマ線を高検出効率で観測した。その結果、観測電荷量とシミュレーションの比較から、電荷収集効率が100%の光電ピークとともに空乏層外からキャリアがドリフトして電荷収集されたと思われるピークが観測され、後者が圧倒的な観測量となった。エネルギー分解能は、空乏層による100%電荷収集では5%@122keVの性能を得たが、ドリフトして収集したピークでは20%程度であった。また、電子・ホールの生成エネルギーは3.5eVという結果になり、従来の4.2eVより小さい値であることがわかった。また、本検出器を用いて^<115>Inの自然β崩壊スペクトルと、その制動輻射バックグラウンド測定実験を行なった。InP検出器とCsI検出器を対面で配置し、鉛と無酸素銅の遮蔽体内に設置した。InP検出器では10時間の測定より想定量の680以上の事象が観測され、β事象以外に低エネルギー側に振動によるノイズが含まれる事がわかった。一方、CsI検出器では100keV以下に50事象程度が観測された。この事象は、CsI中に含まれるU/Th系列の崩壊核がβ線とγ線を同時放出し、γ線はInPでβ線はCsIで観測しているとするシミュレーションが実験結果を再現した。従って、InPからの制動輻射事象は2事象程度と予測する計算結果と合致する結果を得た。また、β崩壊核自身による制動輻射線は、観測されたスペクトルの形状から影響が小さいと思われるが、現在シミュレーション中である。
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