カムランド検出器による150Nd二重ベータ崩壊の研究

• 研究課題/領域番号: 20684007
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 吉田 斉 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (60400230)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2009年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2008年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
• キーワード: ニュートリノ / マヨラナ質量 / 二重ベータ崩壊 / カムランド検出器 / 液体シンチレータ / ネオジウム同位体 / キセノン同位体 / 素粒子実験 / Nd同位体 / Xe同位体 / カムランド出器

研究概要

ネオジウム(Nd)試薬およびXeガスを溶解した液体シンチレータ(LS)の開発を行い基本性能の評価を行った。両溶解化合物の比較から、デカンを主成分とするLSへのXe溶解量(3.0wt%)、および発光量(KamLANDに比して8%低下)・透過率の点から2重ベータ崩壊核^<136>Xeが有力な核種であることが判った。具体的な導入方法の検討と実証試験を行った結果、KamLAND検出器において400kgの^<136>Xeを使用し約2年間の測定で、有効ニュートリノ質量50meVの感度を実現する具体的な方法が確立された。

研究成果

• [雑誌論文] Study of the Production of Radioactive Isotopes through Cosmic Muon Spallation in KamLAND (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, 他(82名中26番目)
  • 雑誌名: Physical Review C 81 ページ: 25807-25807
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of Ca-48 double beta decay with CANDLES (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Ogawa, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Physics Conference Series 203 ページ: 12073-12073
• [雑誌論文] Study of the Production of Radioactive Isotopes through Cosmic Muon Spallation in KamLAND (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Abe, et.al.
  • 雑誌名: Physical Review C 81 ページ: 25807-25807
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KamLAND Full-Volume Calibration System (2009)
  • 著者名/発表者名: B.E. Berger, 他(77名中46番目)
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 4 ページ: 4017-4017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-violet wavelength shift for undoped CaF2 scintillation detector by two phase of liquid scintillator system in CANDLES system (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, 他(9名中1番目)
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods A601 ページ: 282-282
  • 査読あり
• [雑誌論文] The KamLAND Full-Volume Calibration System (2009)
  • 著者名/発表者名: B.E.Berger, et al.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 4 ページ: 4017-4017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-violet wavelength shift for undoped CaF_2scintillation detector by two phase of liquid scintillator system in CANDLES system (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshida, et.al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods A 601 ページ: 282-293
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precision Measurement of Neutrino Oscillation Parameters with KamLAND (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Abe, 他(82名中30番目)
  • 雑誌名: Physical Review Letters 100 ページ: 221803-221803
• [雑誌論文] Precision Measurement of Neutrino Oscillation Parameters with KamLAND (2008)
  • 著者名/発表者名: KamLAND Collaboration
  • 雑誌名: Physical Review Letters 100 ページ: 221803-221803
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutrino-less double-β decay of^<48>Ca studied by CaF_2(Eu) scintillators (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Umehara, et.al.
  • 雑誌名: Physical Review C 78 ページ: 58501-58501
  • 査読あり
• [雑誌論文] MOON for neutrino-less double beta decays (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ejiri, et.al.
  • 雑誌名: The European Physical Journal - Special Topics 162 ページ: 239-250
  • 査読あり
• [雑誌論文] Double beta decay of^<48>Ca studied by CaF_2(Eu) scintillators (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Umehara, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Physics Conference Series 120 ページ: 52058-52058
• [雑誌論文] MOON for a next-generation neutrino-less double-beta decay experiment ; present status and perspective (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Shima, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 120 ページ: 52055-52055
• [雑誌論文] Dark matter search with CaF_2 scintillator at Osaka (2008)
  • 著者名/発表者名: I.Ogawa, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Physics Conference Series 120 ページ: 42019-42019
• [雑誌論文] PICO-LON project for WIMPs search (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Fushimi, et.al.
  • 雑誌名: Journal of Physics Conference Series 120 ページ: 42024-42024
• [雑誌論文] Multilayer Scintillator Responses for Mo Observatory of Neutrino Experi merit Studied Using a Prototype Detector MOON-1 (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Nakamura, et.al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 76 ページ: 114201-114201
  • 査読あり
• [学会発表] Double beta decay of 136Xe with KamLAND (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田斉
  • 学会等名: Joint Meeting of APS and JPS
  • 発表場所: ハワイ、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] Progress toward 7Be solar neutrino detection with KamLAND (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田斉
  • 学会等名: American Chemical Society Annual Meeting
  • 発表場所: ワシントンDC、アメリカ合衆国
  • 年月日: 2009-08-19