極低放射能技術の最先端宇宙素粒子研究への応用

2023 年度 研究成果報告書

• 研究領域: 地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化
• 研究課題/領域番号: 19H05808
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 南野 彰宏 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (70511674)
• 研究分担者: 田中 雅士 早稲田大学, 理工学術院, 主任研究員(研究院准教授) (30545497) ; 池田 一得 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (90583477) ; 竹田 敦 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (40401286) ; 岩田 圭弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 研究副主幹 (20568191) ; 伊藤 主税 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全・核セキュリティ統括本部, 次長 (90421768) ; 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)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2024-03-31
• キーワード: 極低放射能技術 / ゲルマニウム検出器 / ラドン検出器 / 環境中性子 / 希ガス微量分析 / 地下宇宙素粒子実験

研究成果の概要

バックグラウンドが世界トップレベルに低いGe半導体検出器を開発し、各実験班の検出器材料中の放射性不純物含有量測定を進めた。次に、硫酸ガドリニウム水用ラドン検出器を開発し、SK-GdとXENONnTで運用を開始した。また、神岡地下実験室の環境中性子フラックスを約2年半にわたって測定した。そして、レーザー励起を用いて硫酸ガドリニウム水中のGd3+イオン発光を測定し、SK-Gdの観測には問題にならないことを実証した。さらに、レーザー共鳴イオン化による放射性希ガス微量分析装置を立ち上げた。最後に、極低放射能技術研究会を4回開催し、領域内外の研究者と最新の低放射能技術開発の成果について情報交換を行った。

自由記述の分野

宇宙素粒子実験

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、本領域の各実験班が持つ世界最先端の低放射能技術を発展させ、その成果を領域全体の基盤技術としてすべての実験班に還元したことである。その結果として、各実験班が進める地下宇宙素粒子実験の探索感度向上を実現した。