Development of Measurement system for Branching Ratios of Superallowed Pure Fermi-Type Beta Decays

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K14299
• Research Institution: Tokyo City University
• Principal Investigator: 西村 太樹 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (30612147)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ベータ崩壊

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的はカビボ・小林・益川(CKM)行列のユニタリー性や弱い相互作用への右巻きの混入の有無を検証するために、原子核の超許容純フェルミ型ベータ崩壊の崩壊強度を決定することである。特に、これまでに測定精度が悪くその値が他の原子核の崩壊強度よりも大きくずれている18Neと30Sの崩壊強度を決定する。そのために、ベータ崩壊分岐比を精密に測定するシステムを開発することである。既存のベータ崩壊分岐比測定システムではベータ線の検出効率を100%にすることが難しかったので試作器として原子核を埋め込むストッパーをベータ線検出器が兼ねるというアクティブストッパーを開発した。この結果、アクティブストッパーの有効性が検証された。一方で、1つのアクティブストッパーでは長寿命の娘核のベータ崩壊が背景事象となってしまい測定精度を下げてしまうことも分かった。そこで、本研究では、スライド式に複数個のアクティブストッパーを用意し、原子核を埋め込むストッパーを次々に入れ替えながら測定するシステムを考案した。平成30年度に実験で利用するガンマ線検出器であるゲルマニウム検出器の候補が増え、最適な実験セットアップを考え直す必要が生じたため、引き続き、システムの再設計を行った。令和1年度は加速器実験施設を用いてアクティブストッパーの候補であるシンチレータの照射実験を行った。そのエネルギーや時間特性を調べて、その有効性を確認した。令和2,3年度にシステムを完成させる予定であったがCOVID-19禍において、大学への登校制限や加速器実験の募集停止などにより、研究を十分には進められなかったため完成には至らなかった。