2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of Ocean Bottom Detector for mantle geo-neutrino measurement

Research Project

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Project/Area Number	20H01909
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 15020:Experimental studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Watanabe Hiroko 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (70633527)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	上木賢太国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(火山・地球内部研究センター), 副主任研究員 (40646353) 荒木英一郎国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海域地震火山部門(地震津波予測研究開発センター), グループリーダー (60359130) 許正憲国立研究開発法人海洋研究開発機構, 深海資源生産技術開発プロジェクトチーム, プロジェクト長代理 (70359123) 阿部なつ江国立研究開発法人海洋研究開発機構, 研究プラットフォーム運用開発部門, 主任研究員 (80302933) 笠谷貴史国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), グループリーダー (90373456)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	地球ニュートリノ / 地球内放射化熱 / 海洋底検出器
Outline of Final Research Achievements	Observation of geoneutrinos originating from the Earth's radioactive materials is an innovative tool to directly observe the total amount of radioactive elements in the Earth, which is related to the fundamental mysteries of the Earth. Toward the development of large-scale research into direct observation of the mantle geoneutrinos, we aimed to develop technology of an ocean-bottom neutrino detector and enhance an interdisciplinary research area. The development of detector elements that can operate in the special high-pressure and low-temperature environment of the ocean floor, detector design and sensitivity estimates based on detector simulations, and the production of a prototype detector have resulted in concrete progress in the 15 years since the idea was first discussed.
Free Research Field	ニュートリノ実験
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	地球内放射性物質由来のニュートリノ「地球ニュートリノ」の観測は、2005年の世界初観測以来、現在でも世界最高精度で観測を継続している日本発の分野横断的研究である。本研究は現代検出器の抱える問題点に着目し、それを克服する「海洋底ニュートリノ検出器」の実現に向け、技術開発や分野形成を行なった。これまでに無い研究分野の融合によりタイムリーに将来の大型研究実現のための具体的な成果を挙げ、現在・将来に渡って本研究分野を主導するための重要な進展となった。