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希釈冷凍機を用いた高分解能大質量極低温粒子検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 04554007
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 核・宇宙線・素粒子
研究機関東京大学

研究代表者

蓑輪 眞  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90126178)

研究分担者 渡邉 隆行  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (80202414)
大塚 洋一  東京大学, 低温センター, 助教授 (50126009)
研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
17,500千円 (直接経費: 17,500千円)
1993年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1992年度: 13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
キーワードボロメータ / 希釈冷凍機 / 極低温 / サーミスタ / 二重ベータ崩壊 / 低バックグラウンド / 暗黒物質 / 粒子検出器 / NTD
研究概要

到達温度10mK、約1kgの吸収体結晶を冷却できる専用希釈冷凍機が完成した。これは、天然放射線によるバックグラウンドを低減するために特に吟味した材料を用いた。即ち、デュワ-(内筒・外筒下部・断熱シールド)及び、本体の内部断熱真空槽は、無酸素銅を用いている。本体上部からのγ線バックグラウンドを遮蔽する為の鉛等を設置しやすい構造になっている。また、地下実験室への設置が可能な仕様になっており、長時間の運転に耐えるようになっている。
20mKで作動するゲルマニウム高感度サーミスタの試作に成功した。このサーミスタを用いて、フッ化リチウムを吸収体とした極低温粒子検出器を作って、実際に作動させた。
同一性能を持つサーミスタの大量生産を目指して、アンチモンをドープしたゲルマニウム単結晶ウェファーから大量の小片を切り出し、常温において個々の抵抗率を手際よく測定するための器具を開発した。
また、この方法とは独立に、熱中性子照射によるNTD(Neutron Transmutation Doping)法によりゲルマニウムサーミスタを作成した。これは、高純度のゲルマニウム単結晶に熱中性子束をあてることによりアクセプタ、及びドナー不純物をドープする方法である。原子力研究所3号炉を用いて照射が行われた。
さらに、Oνβ^+β^+(ニュートリノのでない二重ベータ崩壊)核化合物を用いたボロメータの開発研究を行った。モリブデン、酸化ニッケル、酸化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化カドミウムの結晶についてそれぞれ試みたが、硫化亜鉛とテルル化カドミウムについて、一応ボロメータとして作動することがわかった。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (14件)

  • [文献書誌] 蓑輪 眞: "熱量計型極低温粒子検出器" 熱測定. 19. 129-134 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa: "Cryogenic thermal detector with LiF absorber for direct dark matter search experimnt" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A.327. 612-614 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa: "Diect dark matter search program with bolometers at the University of Tokyo" Journal of Low Temperature Physics. 93. 803-808 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa: "The development of an LiF cryogenic thermal detector for direct dark matter search." Frontiers of Neutrino Astrophysics. 593-593 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa: "Dark matter search with a cryogenic detector" Evolution of the Universe and its Observational Quest. 391-392 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 蓑輪 眞: "暗黒物質の直接検出" パリティ. 9. 29-33 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa, M.Sakamoto, Y.Ito, T.Watanabe, W.Ootani, and Y.Ootuka: "Cryogenic thermal detector with LiF absorber for direct dark matter search experimnt" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A327. 612-614 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa, Y.Ito, W.Ootani, K.Nishigaki, T.Watanabe, and Y.Ootuka: "Diect dark matter search program with bolometers at the University of Tokyo" Journal of Low Temperature Physics. 93. 803 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa, M.Sakamoto, Y.Ito, T.Watanabe, W.Ootani, and Y.Ootuka: "The development of an LiF cryogenic thermal detector for direct dark matter search" Frontiers of Neutrino Astrophysics. 593 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa, M.Sakamoto, Y.Ito, W.Ootani, T.Watanabe, and Y.Ootuka: "Dark matter search with a cryogenic detector" Evolution of the Universe and its Observational Quest. 391-392 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Minowa et al.: "Cryogenic thermal detector with LiF absorber for direct dark matter search experiment" Nuclear Instruments and Methods A. 327. 612-614 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minowa et al.: "The development of an LiF cryogenic thermal detector for direct dark matter search" Proceedings of the International Symposium on Neutrino Astrophysics. 593-593 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minowa et al.: "Direct dark matter search program with bolometers at the University of Tokyo" Journal of Low Temperature Physics. 93. 803-808 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.Minowa,M.Sakamoto,Y.Ito,T.Watanabe,W.Ootani,and Y.Ootuka: "Cryogenic thermal detector with LiF absorber for direct dark matter search experiment" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A.

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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