2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24340055
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
伏見 賢一 徳島大学, 大学院・ソシオ・アーツ・アンド・サイエンス研究部, 准教授 (90274191)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 宇宙暗黒物質 / ヨウ化ナトリウム / 結晶成長 / 放射線計測技術 |
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| Research Abstract |
宇宙暗黒物質探索を遂行するための高純度NaI(T1)シンチレーターの純度を向上させた。
はじめに結晶素材を検討し、高純度の試料を扱っている業者を選定した。次にNaI(T1)結晶を結晶化させる坩堝の材質を検討した。坩堝と結晶が粘着すると結晶製造の歩留まり率が著しく低下することから炭素の坩堝を使用することを決定した。同時に坩堝からの放射性不純物混入の可能性を確認するために純度の異なる坩堝を使用して放射性不純物の濃度をそれぞれ計測した。
完成したNaI(T1)シンチレーターに含まれる放射性不純物の測定は検出器内部で発生するアルファ線のエネルギースペクトルを測定する方法を用いた。その結果、坩堝の材質によって不純物の濃度が大きく変動することがわかった。坩堝の純度とNaI(T1)に含まれる放射性不純物の濃度には正の相関があることから坩堝の純度を向上させて結晶を作ることが重要であることを明らかにした。
目標値に対する達成度は、ウラン系列並びにトリウム系列については目標値の100倍前後の不純物濃度にとどまった一方で、鉛一210については目標値の3倍にまで近づいた。鉛-210の除去はPICO-LONシステムによる宇宙暗黒物質探索にとって不可欠な課題であるため、今年度の研究による成果は大きい。
平成25年度以降に完成する予定の高純度NaI(T1)検出器をKamLANDにインストールするために飛騨市のKamLAND施設に視察に行き、具体的なインストール場所、回路系の状況について打合せた。本計画では平成25年度以降に一年あたり1～2ヶ月程度の期間でKamLAND-PICOの測定を実施する。その計画についてKamLANDグループと詳細な打ち合わせを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヨウ化ナトリウム結晶の純度向上に取り組んだ結果、210Pbについては初期の汚染濃度から1/30まで低減することに成功した。目標にはあと1/3に低減する必要があるが、これまで難航してきた核種の除去に目処が立った。ウラン系列、トリウム系列の核種は目標の100倍以上にとどまったが、汚染原因が明らかになった。
汚染原因を明らかにすることに成功したこどで、平成25年度に目標の純度に達する目処がたつたので、計画は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヨウ化ナトリウム結晶を成長させる坩堝について高純度素材を使用したものを準備し、目標値に達する結晶を製造する。その後、ヨウ化ナトリウム放射線検出器を組み立て、性能評価測定を実施した後にKamLAND)にインストールするための準備を実施する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度に結晶素材の精製が順調に進展したため、基金の前倒し請求をして検出器の製造を行った。幸い当初予算よりも安価で製造することができたため、平成25年度への繰越額でもう一つ高純度の素材を用いた結晶を製造する予定である。
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