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

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H01918
• Research Institution: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• Principal Investigator: 丸藤 祐仁 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (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 / ニュートリノ / 液体キセノン / 泡箱検出器

Outline of Annual Research Achievements

昨年度に製作した製作したベローズを実験装置に組み込み冷却テストを行なったところ、温度勾配が想定した数値にならず、熱流出が起きていることが判明した。原因はキセノン容器と圧力変動をコントロールするベローズが、キセノン導入部と共に配管で接続されていたためであり、キセノン容器ーキセノン導入配管ーベローズの順になっていたラインを、キセノン容器ーベローズーキセノン導入配管にする必要がある。そのため、この点を改善することができるベローズの設計を行い、製作を行なった。
新型ベローズはステンレスでできているが、配管接続のために継ぎ手を溶接する必要がある。この溶接を外注したところ、強度不足による破損、修理後のリーク箇所発生などのトラブルが発生したが、それぞれ修理で対応し、無事装置に組み込むことができた。この新型ベローズを装置に組み込んだ後、各箇所に温度センサーを接続し温度勾配を確認したところ、想定通りになっていることがわかった。
次に容器へ液化キセノンを導入試験を行い、マイナス70度での容器への液体キセノン導入を行なった。同時に赤外線LEDおよび赤外線カメラで液化キセノンの導入を見ることができることを確認した。また、液体キセノン導入時において、ベローズに高圧窒素ラインおよび真空ラインの接続・切り替えを行うことにより、キセノン側の体積の増減コントロールが可能であることを確認した。
液体キセノンを用いた連続測定、および放射線源を用いたベータ事象実証実験は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

コロナ感染症の影響で物品の納品が大幅に遅れ、さらに、外注した容器の配管溶接の強度不足による破損、修理が発生した。また、修理した容器のリーク箇所が見つかったため再修理が必要となった。これらの各過程に時間がかかったため、進捗状況について遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

本年度行うことができなかった液体キセノンを用いた連続測定のデモンストレーションは来年度初めに行い、続いて放射線源を用いた実証実験に移ることを予定している。