2016 Fiscal Year Research-status Report
反ニュートリノの到来方向検出を目指したファイバー検出器の開発
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26800118
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渡辺 寛子 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (70633527)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ / 素粒子実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの液体シンチレーター(LS)を用いた反ニュートリノ観測は、低いエネルギーに感度がある反面、その到来方向を観測することは原理的に不可能である。到来方向観測情報は反ニュートリノ観測において積極的ななバックグラウンド事象の除去や、地球内部の放射性物質起源のニュートリノ観測による地球科学への応用も期待出来る、次世代観測技術の一つと言える。本研究では、これまでに独自の方法で作成に成功しているリチウム含有LSでの発光事象を高位置分解能で観測することのできる観測方法の確立を目指す。
LSでの発光を高い位置分解能で観測するために、耐薬品性のある波長変換ファイバーをLS中に張り巡らせ、集めた光をピクセル化された光検出器で観測する。耐薬品性が確認できた素材について、ファイバー状に加工する方法を模索したが、必要な精度と長さを得ることができず、断念せざるをえないことが分かった。あらかじめファイバー状になっている素材について、耐薬品性試験、強度試験を行ったところ、許容範囲であることがわかり、長期安定性などの試験を続けている。業者で作成時には色が付いてしまい、LSの透過率を下げる原因となり得ることから、ファイバーの透明度を上げる試験を行っている。また、加速器実験などのファイバー検出器に実績のある方法を応用し、液体中にファイバーを張り巡らせる構造の試作を行った。光の読み出しは多チャンネルになることが予想されるため、安価で構築できる光検出器システムのテストを行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定していた素材が剛性が不十分であることが判明し、他の素材選定に時間を要してしまった。選定した素材で基礎的な試験を行う段階に移行し、これまでに先に進めていた構造のテストと合わせ、遅延を克服したい。
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| Strategy for Future Research Activity |
選定したファイバーの素材の色を低減するための方策を業者とともに進めていく。また、ファイバーの色がLSの透過率に与える影響をシミュレーションによって見積もり、透明度の目標値を設定する。これまで性能評価を進めていた光検出器とファイバーを張り巡らせる構造を用い、ファイバーの両端で光の量を測定し、減衰度などの測定を行うシステムを構築する。さらに、LS中にそのシステムのファイバー部分を沈め、放射性泉源を用いた発光事象の取得を目指す。
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| Causes of Carryover |
耐薬品性のあるプレート状の素材をカットしてファイバーにする技術の確立を目指したが、剛性が不足していて断念せざるを得ず、他の素材の選定するために時間を要してしまった。性能評価に使用する予算の一部に次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
選定した素材に残っている色を低減する方法を業者とともに試していく必要があり、次年度予算と合わせて使用する計画である。これまでに進めていたファイバーを張り巡らせる構造のテストと光検出器の基礎評価と合わせ、位置決定精度を評価する実験に移りたい。業者との打ち合わせや、成果発表のための旅費を使用したい。到来方向検出は他分野への応用の可能性も高いため、本研究の成果を地球科学などの他分野に向けても発信していく。
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[Presentation] KamLAND2016
Author(s)
渡辺寛子
Organizer
Applied Antineutrino Physics 2016
Place of Presentation
University of Liverpool (イギリス)
Year and Date
2016-12-01 – 2016-12-02
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Directionality in neutrino detection2016
Author(s)
渡辺寛子
Organizer
Summer Institute: Usinf Particle Physics to Understand and Image the Earth
Place of Presentation
Gran Sasso Science Institute (イタリア)
Year and Date
2016-07-11 – 2016-07-21
Int'l Joint Research / Invited
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