| 研究課題/領域番号 |
21H01105
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
市村 晃一 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (80600064)
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| 研究分担者 |
坂口 綾 筑波大学, 数理物質系, 教授 (00526254)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
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| キーワード | 極低放射能 / 放射線計測 / 微量元素分析 / ICP-MS / ゲルマニウム検出器 / 濃縮法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ニュートリノの出ない２重ベータ崩壊事象などの極稀事象探索において、検出器の極低放射能化は探索感度の向上に非常に重要な要素である。本研究では次世代KamLAND2-Zen実験で用いる予定の有機材料中の放射性不純物量分析について、徹底したクリーン環境の整備と灰化による濃縮法の導入、ICP-MSや高純度ゲルマニウム検出器の測定感度向上を行い、世界トップレベルの高感度で放射性不純物量を測定する手法の確立を目的とする。確立した手法を用いることで検出器部材のスクリーニングを遂行し、放射性不純物起源の雑音事象を低減しKamLAND2-Zen実験のニュートリノの出ない２重ベータ崩壊事象探索感度を向上させる。
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| 研究成果の概要 |
ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊探索などの極稀にしか起こらない事象を探索するためには検出器の極低放射能化が必要であり、そのような極低放射能検出器部材中の放射性不純物(RI)量を高感度測定するための技術が必要である。本研究では有機物中のウラン、トリウム量を灰化装置と誘導結合プラズマ質量分析法を組み合わせ高感度で測定する手法を開発し、有機物1グラムあたり1ピコグラムの濃度で測定出来る手法を確立したほか、高純度ゲルマニウム検出器の低バックグラウンド遮蔽体を構築し、世界トップレベルの高感度でRI量を測定する手法も確立し、次世代極稀事象探索検出器の部材候補のRI量測定を行うことが出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、次世代極稀事象探索検出器のスクリーニングをより高感度で行うことが可能になった。灰化装置と誘導結合プラズマ質量分析法を組み合わせた有機物中の放射性不純物量測定に関し、数グラムの有機物を灰化することが出来ること、および有機物1グラムあたり1ピコグラムの濃度での測定に必要なクリーン環境や実験器具の洗浄方法を提示できた。今後濃縮法との組み合わせやクリーン環境や実験器具の整備を行うことでさらに高感度測定出来ることも示すことができた。極低放射能ゲルマニウム検出器に関しても10 kg程度の試料まで測定することが可能であり、様々な極稀事象探索検出器のための測定に活用することができる。
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