高集光液体シンチレータ検出器による二重ベータ崩壊の研究

• 研究課題/領域番号: 23684012
• 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: 清水 格 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (10400227)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2012年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2011年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: ニュートリノ / 素粒子実験 / 実験核物理

研究成果の概要

同位体濃縮キセノンを用いた0ν二重ベータ崩壊の高感度観測のための装置開発を行った。成型したPETフィルムにアルミ蒸着することで大型液体シンチレータ検出器（KamLAND）に特化した形状の集光ミラーを製作し、遠距離から飛来するシンチレーション光に対する集光率の増加を実測によって確認した。同時に、リニアアルキルベンゼンを溶媒とした液体シンチレータの光学性能を高めるため蒸留法と吸着法を組み合わせた不純物除去を行い、現行の液体シンチレータ以上の性能が得られることを確認した。本研究によって、逆階層型までのニュートリノ質量の検証を実現する0ν二重ベータ崩壊探索実験の具体的な検討が可能となった。

研究成果

• [雑誌論文] Past and Present Experiments of Geoneutrinos (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 61 ページ: 355-358
  • DOI: 10.1016/j.phpro.2014.12.075
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Reactor on-off antineutrino measurement with KamLAND (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Gando, H. Yoshida, et al. (The KamLAND Collaboration, 44名省略)
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 号: 3 ページ: 33001-33001
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.033001
  • 査読あり
• [学会発表] マヨラナニュートリノ - ダブルβ崩壊探索 - (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-23
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験に向けた液体シンチレータの研究とバックグラウンドシミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷尊彦
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] 集光用ウィンストンコーン 開発の現状 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林歩美
  • 学会等名: 日本物理学会第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] KamLAND (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: Neutrino Telescope 2015
  • 発表場所: Palazzo Franchetti (Venezia, イタリア)
  • 年月日: 2015-03-05
• [学会発表] Broad overview of neutrino physics (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: International Workshop on KamLAND Geoscience
  • 発表場所: 東京プリンスホテル（東京都）
  • 年月日: 2015-01-15
• [学会発表] KamLAND : Geo-Neutrino Measurement in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: Muographers 2014
  • 発表場所: イタリア大使館（東京都）
  • 年月日: 2014-11-12
• [学会発表] 集光用ウィンストンコーンの開発 ~ 集光率の評価と光線追跡シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 立花創
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀市）
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] LAB液体シンチレータの波形弁別能測定及び、KamLAND2-Zen実験の背景事象評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷尊彦
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀市）
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学（佐賀市）
  • 年月日: 2014-09-20
• [学会発表] The KamLAND-Zen Double Beta Decay Experiment with 136Xe (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: Research Progress Meetings at LBNL
  • 発表場所: LBNL (Berkeley, 米国)
  • 年月日: 2014-09-09
• [学会発表] KamLAND2-Zen (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: CRC タウンミーティング 2014 （第１回）
  • 発表場所: 名古屋大学（名古屋市）
  • 年月日: 2014-07-12
• [学会発表] Results from KamLAND-Zen (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: Neutrino 2014
  • 発表場所: Boston University (Boston, 米国)
  • 年月日: 2014-06-06
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也
  • 学会等名: 高エネルギー物理 春の学校2014
  • 発表場所: びわこクラブ（大津市）
  • 年月日: 2014-05-30
• [学会発表] KamLAND: Geo-Neutrino Result (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28
• [学会発表] CeLAND実験:ステライルニュートリノ 探索における系統誤差の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回 年次大会
  • 発表場所: 東海大学（平塚市）
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用液体シンチレータ開発の現状 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大浦智也
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回 年次大会
  • 発表場所: 東海大学（平塚市）
• [学会発表] KamLAND2-Zen用バッファオイルの研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 蜂谷尊彦
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回 年次大会
  • 発表場所: 東海大学（平塚市）
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用集光ミラー開発の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立花創
  • 学会等名: 日本物理学会 ２０１３年 秋季大会
  • 発表場所: 高知大学（高知市）
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験用大光量液体シンチレータ開発の現状 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 日本物理学会 ２０１３年 秋季大会
  • 発表場所: 高知大学（高知市）
• [学会発表] Development of Light Collecting Mirror and Large Light Intensity LS for KamLAND2-Zen (2013)
  • 著者名/発表者名: 立花創
  • 学会等名: Neutrino Geoscience 2013
  • 発表場所: 飛騨プラザホテル（岐阜県）
• [学会発表] KamLAND2-Zen実験のための集光ミラーと大光量液体シンチレータの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 立花創
  • 学会等名: 日本物理学会２０１３年春季大会
  • 発表場所: 広島大学（広島県）
• [学会発表] 二重ベータ崩壊探索によるニュートリノ研究の展望 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 日本物理学会2012年春季大会
  • 発表場所: 関西学院大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] KamLAND-2Zen実験のための集光ミラーの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小畑旭
  • 学会等名: 日本物理学会2012年春季大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Development of Light Collecting Mirror for KamLAND2-Zen experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: 小畑旭
  • 学会等名: International Workshop on Double Beta Decay and Neutrinos 2011
  • 発表場所: 大阪(ポスター)
  • 年月日: 2011-11-14
• [学会発表] ２重ベータ崩壊探索実験
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: ニュートリノフロンティアの融合と進化
  • 発表場所: 東京大学（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] ４世代ニュートリノ
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 極低バックグラウンド素粒子原子核研究懇談会
  • 発表場所: 富山商工会議所（富山市）
  • 招待講演
• [学会発表] KamLAND2-Zen
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 公開シンポジウム「天文学・宇宙物理学中規模計画の展望」
  • 発表場所: 日本学術会議講堂（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] KamLAND and Long Range Reactor Neutrino Sensitivities
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: The International Workshop on Non-Accelerator New Physics (NANPino-2013)
  • 発表場所: Valday（ロシア）
  • 招待講演
• [学会発表] Past and Present Experiments of Geo Neutrinos
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 13th International Conference on Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP 2013)
  • 発表場所: Asilomar（米国）
  • 招待講演
• [学会発表] CeLAND: KamLANDを用いた ステライルニュートリノ探索実験
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 「ニュートリノフロンティア」研究会
  • 発表場所: クロス・ウェーブ府中（府中市）
  • 招待講演
• [学会発表] Liquid Scintillator for Neutrinoless Double Beta Decay Search
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: 日本物理学会 第69回 年次大会
  • 発表場所: 東海大学（平塚市）
  • 招待講演
• [学会発表] Results of Geo Neutrino and Xenon Experiment with KamLAND
  • 著者名/発表者名: 清水格
  • 学会等名: Symposium on the Life and Science of Dr. Raju Raghavan
  • 発表場所: バージニア工科大学（米国）
  • 招待講演
• [備考] カムランド
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/
• [備考] カムランド
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/
• [備考] カムランド
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/
• [備考]
  • URL: http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/