ニュートリノレス二重ベータ崩壊探索のためのキセノン泡箱の開発

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H01918
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 丸藤 祐仁 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (60396421)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸藤 亜寿紗 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 特任助教(研究) (20704399)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 二重ベータ崩壊 / 液体キセノン / ニュートリノ / 泡箱検出器

Outline of Annual Research Achievements

キセノン泡箱を実現するには、液体キセノンを保持する容器の製作、冷却機構の製作、外部と熱を遮断するための真空断熱容器の製作、過熱液体状態を作るための減圧装置が必要となる。そのため、本年度は液体キセノンを用いた泡箱検出器を製作するための各種装置の開発、容器の設計と製作、および動作確認を下記の通り行った。
1. 冷却した液体キセノンを保持する透明な合成石英容器の製作、およびこれに付随するフランジ、配管系や圧力・温度など各種センサー組み込みの設計と製作。
2. 液体キセノン容器の熱吸収・結露を避けるためのアルミ製真空断熱容器の設計、製作およびヘリウムを用いたリークチェック。
3. -100度 ~ -30度程度まで安定してキセノンを冷却することができる冷却機構、スターリング冷凍機の導入や液体窒素冷却装置の開発と製作および真空断熱容器への接続。
4. 液体キセノンの減圧・加圧を行うステンレス製ベローズシステムの設計と製作。
上記の計画を進める中、製作した真空断熱容器のリークチェックを行ったところ、修正できない程度のリークが発見されたため再製作を行った。再製作後の真空断熱容器にリークが無いことは確認したものの、マイナス30度~100度、2~30気圧下における安定稼働のチェック、トリウムタングステン棒を液体キセノンに沈めた泡生成の確認などは来年度の課題として残った。また、液体キセノンの発光波長(真空紫外光)を検出できる光電子増倍管の赤外線ライトへの反応テストについても来年度の課題として残った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

真空断熱容器のリークの発見と容器再製作により、本年度予定していた各種テストが来年度へ延期となった。その一方で、予定していた容器の設計や製作が完了したためやや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

本年度行えなかった各種測定を来年度始めに行うことで、来年度計画には支障が無く計画通り進めることができる予定となっている。