2022 Fiscal Year Annual Research Report
宇宙暗黒物質検出器高感度化のための極低放射能技術の開発
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20H01931
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
風間 慎吾 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 准教授 (40736592)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 雅樹 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (10504574)
伊藤 好孝 名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 教授 (50272521)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | キセノン / 極低放射能 / 光センサー / 暗黒物質 / ラドン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、低ノイズ半導体光検出器(SiPM)の開発、光電子増倍管(PMT)とSiPM両方の特徴を併せ持つハイブリッド光検出器の高感度化、さらには石英ガラスを用いた密閉型液体キセノン検出器の開発を行った。
SiPMの液体キセノン温度でのダークノイズの原因はトンネル効果によるものであり、浜松ホトニクス社と共同でトンネル効果を抑制したSiPMの開発を行った。また、このSiPMのダークノイズ性能の評価するための装置の開発も行なった。
ハイブリッド光検出器に関しては、その検出効率を改善するため、光電効果により生成された光電子を薄いプラスチックシン チレータに照射し、これにより生成された光子をSiPMで検出するというアイデアの提案を行った。特にプラスチックシンチレータの候補として、Eljen社のEJ212(100um厚)を選定し、その低エネルギー電子に対する発光効率の測定を行なった。この測定結果に基づき、現在浜松ホトニクス社と試作機の開発を行っている。
密閉型液体キセノン検出器の開発に関しては、石英でできた真空容器の開発を行い、そのラドンシール特性の評価をキセノンガスを用いて行った。この測定の結果、微量ラドンの混入が確認され、これはテフロン製のガスケットに真空漏れがあるためであることを確認した。これを改善するため、よりリーク性能の良いガスケットを選定し、新たな測定を行うためのセットアップの構築を行なった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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