2017 Fiscal Year Annual Research Report

セルフトリガー可能な24Na線源開発とCaF2検出器の低バックグラウンド化

Publicly Offered Research

Project Area	Unification and Development of the Neutrino Science Frontier
Project/Area Number	16H00870
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	飯田崇史筑波大学, 数理物質系, 助教 (40722905)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords	ニュートリノ / 二重ベータ崩壊 / エネルギー較正
Outline of Annual Research Achievements	ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊は素粒子ニュートリノの本質に迫り、物質の起源解明に関わるため、現代物理学において極めて重要な研究であると位置づけられる。本研究では、大阪大学が神岡地下実験施設で推進するCANDLES実験において24Naを用いた較正手法を開発し、48CaのQ値（4.3MeV）に近い4.1MeVでのエネルギー較正を行う。また、同じ線源を用いて主要なバックグラウンドであるマルチヒット事象のスタディを行う。マルチヒット事象とは、208Tlのβ線とγ線が別の結晶を光らせる事象のことで、現状のCANDLES実験では外部からのγ線バックグラウンドを落とした後、最後に残る重要なバックグラウンドである。平成２９年度は、前年度の情報から最適化されたNaI結晶を用いてCANDLES検出器較正用24Na線源を開発し、実際のデータ取得を行った。11月に実際に線源を神岡に移し、CANDLES検出器内部に配置しての較正作業を行った。24Naから放出されたベータ線でセルフトリガーをかけたデータにおいて、２本のγ線のピーク（1.4MeV, 2.7MeV）を確認した。それを用いて解析を行い、Q値付近でのエネルギー較正を可能とした。また、マルチヒット事象の光量分布を得て、シグナルとの違いをカイ二乗検定で評価する手法を開発した。今回は24Na線源を液体シンチレータタンクの外側から照射したため、効率的なマルチヒット事象の取得が困難であった。代わりに小型の88Y線源をタンク内部の結晶間に配置して、0.9MeVと1.8MeVの2本のガンマ線で同様にマルチヒット事象を作り出すことに成功した。そのデータを用いて、マルチヒット事象を半分以下に低減出来ることを示した。本研究により、バックグラウンドフリー測定という目標につながる重要な一歩を踏み出すことに成功した。
Research Progress Status	29年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	29年度が最終年度であるため、記入しない。