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超新星背景ニュートリノ検出のための中性子に感度のある水チェレンコフ光検出器の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J02758
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関岡山大学

研究代表者

森 俊彰  岡山大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードニュートリノ / スーパーカミオカンデ / ガドリニウム / 超新星背景ニュートリノ
研究概要

超新星背景ニュートリノ(SRN)と呼ばれる過去の超新星爆発からのニュートリノを検出することで宇宙誕生から現在までの恒星進化の歴史のモデルを検証することができる。世界初のSRNの発見を目指し、中性子に感度のあるガドリニウム入り水チェレンコフ検出器の実証実験EGADSを行っている。今年度は200トン水チェレンコフ検出器に227本の光電子増倍管(PMT)の装着作業を行い、その後は検出器の較正作業を行った。
25年度始めからEGADS検出器へのPMTの装着作業の準備を行った。20インチPMTの装着作業は非常に危険なため入念に安全の確認、そして作業行程の効率化を行った。そのため7月から始まった装着作業は、総勢約30名の作業員が参加し大きな事故もなく無事に8月中旬に終了した。
検出器完成後は読み出しエレクトロニクス周辺のノイズ信号の除去作業、温度を一定に保つためのエレクトロニクス専用の小屋を作成し、測定環境の準備を行った。その後、検出器の較正作業を開始した。行った較正作業は、PMTに印可する高電圧の決定、PMTの増幅値・量子効率の測定、そしてケーブルの長さの違いや信号の波高お違いによって生じる時間差を補正するための時間較正などである。較正作業は順調に進んでおり、26年度にはガドリニウムを添加した水チェレンコフ検出器の評価を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定では、平成25年度中に実証実験施設を用いてガドリニウムを添加した水チェレンコフ検出器の性能評価を行う予定であったが、ガドリニウム添加水循環システムの調整が予定よりも遅れてしまったため検出器の完成も遅れてしまった。

今後の研究の推進方策

実証実験検出器の較正作業が順調に進んでいるので、実証機にガドリニウムが添加されれば中性子線源を用いて性能評価を行う。検出器へのガドリニウムの導入は段階的の濃度を高くして行きガドリニウムを投入した純水の透過率の測定を行う。もし透過率に問題がなければ最終的には0.2%濃度までガドリニウムを添加する。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] R&D project for Gd-doped water Cherenkov detector2013

    • 著者名/発表者名
      T.Mori (for the Super-KamiokandeCollaboration)
    • 雑誌名

      J. Phys. : Conf. Ser.

      巻: 408 ページ: 12077-12080

    • DOI

      10.1088/1742-6596/408/1/012011

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of γ-ray detectors for 160(p, p'γ)2012

    • 著者名/発表者名
      Mori, et al.
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc

      巻: 1484 ページ: 451-453

    • DOI

      10.1063/1.4763450

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The γ ray production in neutral-current neutrino-oxygen in the energy range above 100 MeV2011

    • 著者名/発表者名
      T.Mori, et al
    • 雑誌名

      AIP Conf.Proc.

      巻: 1405 ページ: 121-126

    • DOI

      10.1063/1.3661571

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande R&D project : Gd添加水チェレンコフ検出器EGADSにおける中性子捕獲によるガンマ線事象の解析2014

    • 著者名/発表者名
      森 俊彰
    • 学会等名
      日本物理学会2014年年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Supernova Neutrino Search and Information and Sharing2014

    • 著者名/発表者名
      森 俊彰
    • 学会等名
      新学術領域研究「重力は天体の多様な観測による宇宙物理学の新展開」第二回シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-01-15
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande R&D project : Gd添加水チェレンコフ検出器EGADSにおける中性子捕獲によるガンマ線事象の解析2013

    • 著者名/発表者名
      森 俊彰
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-09-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project : Gd入り水チェレンコフ検出器実証機(EGADS)の現状2013

    • 著者名/発表者名
      森 俊彰
    • 学会等名
      日本物理学会2013年春季大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-02-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Status of Super Kamiokande gadolinium project2013

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Mori for theSuper・Kamiokande Collaboration
    • 学会等名
      13^<th>VIENNA CONFERENCE ONINSTRUMENTATION (VCI2013)
    • 発表場所
      Vienna University of Technology
    • 年月日
      2013-02-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project : データ収集システムと検出2012

    • 著者名/発表者名
      森 俊彰
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-09-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project:200トン水チェレンコフ検出器の建設状況とデータ収集システム2012

    • 著者名/発表者名
      森俊彰
    • 学会等名
      日本物理学会2011秋季大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Super-Kamiokande Gadolinium R&D Project:200トン実証施設に装着予定の光電子増倍管240本の事前較正2011

    • 著者名/発表者名
      森俊彰
    • 学会等名
      日本物理学会2011秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] R&D for Gd-doped water Cherenkov detector2011

    • 著者名/発表者名
      森俊彰
    • 学会等名
      The XIIIth Workshop on Neutrino Factories, Super-beams and Beta-beams (NuFact'11)
    • 発表場所
      CERN, Switzerland(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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