極微量ラドンの選択的な除去を目的とした狭線幅ナノ秒パルス真空紫外レーザーの開発

• 研究課題/領域番号: 25707020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学 (2015); 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 岩田 圭弘 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20568191)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円); 2015年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2013年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: ラドン / 共鳴イオン化 / 真空紫外レーザー / 光パラメトリック発生 / 暗黒物質 / 宇宙物理

研究成果の概要

キセノンを用いた暗黒物質探索実験において、ラドンは主なバックグラウンド源の一つである。本研究では、キセノン中に含まれるラドンを選択的に共鳴イオン化して除去することを目指し、共鳴四波混合を用いて高出力・狭線幅・波長安定性に優れたナノ秒パルス真空紫外レーザーを開発した。また、共鳴イオン化技術を不純物クリプトン分析に適用し、XMASS検出器のキセノンガスに含まれるクリプトン濃度は測定誤差7％で約100 pptと得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrasensitive resonance ionization mass spectrometer for evaluating krypton contamination in xenon dark matter detectors (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwata, H. Sekiya, C. Ito
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 797 ページ: 64-69
  • DOI: 10.1016/j.nima.2015.06.037
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物評価に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩田圭弘、関谷洋之
  • 学会等名: 平成27年度東京大学宇宙線研究所共同利用研究成果発表会
  • 発表場所: 東京大学（千葉県柏市）
  • 年月日: 2015-12-19
• [学会発表] レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物測定（2） (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩田圭弘、関谷洋之、伊藤主税
  • 学会等名: 日本物理学会2015年秋季大会
  • 発表場所: 大阪市立大学（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2015-09-27
• [学会発表] Measurement of noble gas impurities in xenon dark matter detectors using resonance ionization mass spectrometry (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Iwata, Hiroyuki Sekiya, Chikara Ito
  • 学会等名: 7th international conference on Laser Probing (LAP2015)
  • 発表場所: East Lansing (USA)
  • 年月日: 2015-06-10
  • 国際学会
• [学会発表] レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩田圭弘、関谷洋之、伊藤主税
  • 学会等名: 日本物理学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 佐賀大学本庄キャンパス
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] レーザー共鳴イオン化を用いたラドン除去手法の開発状況
  • 著者名/発表者名: 岩田圭弘，関谷洋之，伊藤主税
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス