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高圧キセノンガスを用いたニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16J09462
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)
研究機関京都大学

研究代表者

潘 晟  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードニュートリノ / 二重ベータ崩壊 / ガス検出器 / TPC / キセノン / ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊 / 高圧キセノンガス / キセノンガス検出器
研究実績の概要

昨年度に引き続き、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊探索のための検出器開発を行った。本検出器は高圧キセノンガスを用いたTime Projection Chamber(TPC)であり、電離信号を光信号に変換して読み出す特徴的な信号読み出し機構によって高いエネルギー分解能を達成することが期待できる。
今年度は小型試作検出器による測定・性能評価を行いつつ、次期フェーズである大型試作機の設計及び製作を行った。特に信号読み取り機構の設計は本検出器の性能を決める上で非常に大切な要素である。高圧キセノンガスを導入した小型試作検出器にチェッキングソースを当て、様々な電場条件で得られた結果を元にシミュレーションを行い、様々な形状の候補の中から十分な性能が期待できる設計・仕様を決定した。
また大型試作機およびさらに将来の大型検出器の組み立てにあたり、検出器要素をユニット化し大型化および多チャンネル化を容易とする設計を行った。ユニット化された検出器を実際に制作し、コミッショニングを行うことで初信号を得ることに成功した。
さらに、本科研費による3年間の研究結果の発表として2件の国際学会に参加し、口頭発表にて成果発表を行った。
本科研費は今年度で終了となるが、本プロジェクト自体は他科研費などにより研究を継続するため、引き続き検出器開発および開発した検出器によるニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊探索を行う予定である。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Angular dependence of columnar recombination in high pressure xenon gas using time profiles of scintillation emission2018

    • 著者名/発表者名
      K.D. Nakamura, S. Ban, M. Hirose, A.K. Ichikawa, Y. Ishiyama, A. Minamino, K. Miuchi, T. Nakaya, H. Sekiya, S. Tanaka and K. Ueshima
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 13 号: 07 ページ: P07015-P07015

    • DOI

      10.1088/1748-0221/13/07/p07015

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electroluminescence collection cell as a readout for a high energy resolution Xenon gas TPC2017

    • 著者名/発表者名
      Ban S.、Nakamura K.D.、Hirose M.、Ichikawa A.K.、Minamino A.、Miuchi K.、Nakaya T.、Sekiya H.、Tanaka S.、Ueshima K.、Yanagita S.、Ishiyama Y.、Akiyama S.
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment

      巻: 875 ページ: 185-192

    • DOI

      10.1016/j.nima.2017.09.015

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AXEL : Neutrinoless double beta decay search with a high pressure xenon gas Time Projection Chamber2017

    • 著者名/発表者名
      Sei Ban, Atsuko K. Ichikawa, Tsuyoshi Nakaya, Akihiro Minamino, Kiseki Nakamura, Saori Yanagita, Shunsuke Tanaka, Masanori Hirose, Hiroyuki Sekiya, Kota Ueshima, Kentaro Miuchi
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 888 ページ: 012233-012233

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Development of a high energy resolution xenon gas TPC for 0vbb decay search: AXEL2018

    • 著者名/発表者名
      S.Ban
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Science, Application and Technology of Xenon Radiation Detector(XeSAT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High pressure Xe gas TPC for 0νββ decay search : AXEL2018

    • 著者名/発表者名
      S.Ban
    • 学会等名
      Double beta decay and underground science(DBD18)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高圧キセノンガスTPC:AXELの読み出し機構の最適化と試作機による評価2018

    • 著者名/発表者名
      潘 晟
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] AXEL実験:現10L級試作機の性能評価と次期100L級試作機の製作2017

    • 著者名/発表者名
      潘 晟
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] AXEL実験2017

    • 著者名/発表者名
      潘 晟
    • 学会等名
      23rd ICEPPシンポジウム
    • 発表場所
      白馬岳美山荘
    • 年月日
      2017-02-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高圧XeガスTPC AXELの小型試作機の高いエネルギー事象(500keV)に対する応答理解2017

    • 著者名/発表者名
      潘晟, 市川温子, 中家剛, 南野彰宏, 中村輝石, 田中駿祐, 吉田将, 中村和広, 廣瀬昌憲, 関谷洋之, 中島康博, 上島考太, 身内賢太朗
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高圧XeガスTPC AXELの小型試作機の152Euと22Naガンマ線源を用いた性能評価2017

    • 著者名/発表者名
      潘晟, 市川温子, 中家剛, 南野彰宏, 中村輝石, 田中駿祐, 吉田将, 中村和広, 廣瀬昌憲, 関谷洋之, 中島康博, 上島考太, 身内賢太朗
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋期大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Performance of the prototype detector of AXEL2016

    • 著者名/発表者名
      潘 晟
    • 学会等名
      DBD16
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 511keVガンマ線を用いたAXEL検出器の試作機の性能評価2016

    • 著者名/発表者名
      潘 晟
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] AXEL : neutrinoless double beta decay search with a high pressure Xe gas TPC2016

    • 著者名/発表者名
      潘 晟
    • 学会等名
      NEUTRINO2016
    • 発表場所
      Imperial College London, South Kensington, London, United Kingdom
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] AXEL

    • URL

      https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/Neutrino/AXEL/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] AXEL

    • URL

      http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/Neutrino/AXEL/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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