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2014 年度 実績報告書

原子炉ニュートリノを用いた基礎科学および応用科学

計画研究

研究領域ニュートリノフロンティアの融合と進化
研究課題/領域番号 25105003
研究機関東京工業大学

研究代表者

久世 正弘  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (00225153)

研究分担者 住吉 孝行  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30154628)
川崎 健夫  北里大学, 理学部, 教授 (00323999)
末包 文彦  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (10196678)
原 俊雄  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50156486)
蓑輪 眞  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (90126178)
研究期間 (年度) 2013-06-28 – 2018-03-31
キーワードニュートリノ / 原子炉 / 素粒子実験 / 放射線、X線、粒子線 / 安全保障 / 国際研究者交流(フランス)
研究実績の概要

(1)本年度でDouble Chooz前置検出器の建設を終了した。日本が担当している光電子増倍管は4~5月にかけて最後の蓋部分への設置を行い、測量を行った。その後検出器を密封し、ドイツグループが液体シンチレータ(液シン)およびバッファオイルの液入れを行った。それに並行して検出器コミッショニングを行い、日本グループ所属のフランス人ポスドクがその指揮を取った。その結果12月までに検出器は完成し、H27年1月から前置・後置両検出器の同時データ収集が始まった。一方、後置検出器のみのデータでの最終測定結果は学術雑誌に掲載された。
(2)東大グループは実機PANDA100のための中性子遮蔽水タンクの設計をした。また、実機のための100本のモジュールと付随する電子回路を完成させた。それに先立ち、64モジュールのPANDA64の試験運転を兼ねて、東京大学宇宙線研究所の乗鞍観測所で夏の雷雲に伴うガンマ線バースト現象を観測し、12例のバーストを見つけた。さらに日本物理学会およびNeutrino2014国際会議(ポスター)で成果を報告した。
(3)東北大グループはナフタレンを導入することで波形弁別能力を改善した大容量のガドリニウム入りの液シン(GdLS)の開発とシリコンオイルベースの液シン(SiLS)の開発を終了した。400リットルの新型原子炉ニュートリノモニターを設計製作し、上で開発したGdLSとSiLSを導入し、完成した。
(4)J-PARC/MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験の準備:H26年4~7月、実験予定地に500kgのプラスチックシンチレーターを設置し、ビームオンの状態でバックグラウンドの測定を行った。その結果バックグラウンドは十分低いことを確認し、問題点の洗い出しを行った。この結果は論文として発表され、これを元にして、H26年12月にJ-PARCからstage-1承認を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

メインの研究活動であるDouble Chooz実験は前置検出器の建設を完了し、目標である前置・後置検出器によるデータ収集を開始できた。また、後置検出器のみのデータによるθ13測定のまとめの論文も学術雑誌に発表された。原子炉モニター開発に関してはプラスチックシンチレータ/液体シンチレータ両タイプで検出器の開発が進展した。さらに、ステライルニュートリノ探索実験の準備研究も進展し、バックグラウンド測定を行うことができた。これらの研究活動について学術論文、学会講演を多数発表した。Double Choozでの博士論文はH26年度の日本物理学会若手奨励賞を受賞した。

今後の研究の推進方策

Double Chooz実験は前置・後置検出器双方でのデータの統計量を増やし、系統誤差を大幅に削減したθ13測定結果を出すのを目標とする。このために新しい前置検出器の特性の理解が重要となる。日本グループからも運転エキスパートを出している検出器較正作業(キャリブレーション)も必須となる。原子炉モニターは検出器の性能確認とともに、発電所の再稼働の際に速やかに測定を開始できるよう、電力会社との交渉を継続する。J-PARC/MLFでのステライルニュートリノ実験は、準備段階から本実験実施に向けて測定器設計を行い、本予算申請に繋げる。

備考

日本物理学会若手奨励賞2014年度
Thiago Junqueira De Castro Bezerra, Improvement of θ13 Measurement in the Double Chooz Experiment and the First Effective ...
(東北大学 博士論文)

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] AstroParticule et Cosmologie研究所/Saclay研究所/IPHC Strasbourg(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      AstroParticule et Cosmologie研究所/Saclay研究所/IPHC Strasbourg
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] アーヘン工科大学/ミュンヘン工科大学/MPI原子核物理学研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      アーヘン工科大学/ミュンヘン工科大学/MPI原子核物理学研究所
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] CIEMAT研究所(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      CIEMAT研究所
  • [国際共同研究] MIT/コロンビア大学/シカゴ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT/コロンビア大学/シカゴ大学
    • 他の機関数
      9
  • [国際共同研究] UNICAMP/UFABC/CBPF(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      UNICAMP/UFABC/CBPF
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [雑誌論文] On-site background measurements for the J-PARC E56 experiment: A search for the sterile neutrino at J-PARC MLF2015

    • 著者名/発表者名
      JSNS2 collaboration (S. Ajimura et al.)
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2015 ページ: 063C01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv078

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Precision Muon Reconstruction in Double Chooz2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Abe et al. (Double Chooz Collaboration)
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. & Meth. Phys. Res. A

      巻: 764 ページ: 330-339

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.07.058

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved measurements of the neutrino mixing angle θ13 with Double Chooz detector2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Abe et al. (Double Chooz Collaboration)
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1410 ページ: 086

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2014)086

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ortho-positronium observation in Double Chooz Experiment2014

    • 著者名/発表者名
      Y.Abe et al. (Double Chooz Collaboration)
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1410 ページ: 032

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2014)032

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] R&D of water-based liquid scintillator as a reactor anti-neutrino detector2014

    • 著者名/発表者名
      A. Suzuki and T. Hara
    • 雑誌名

      PoS

      巻: TIPP2014 ページ: 154

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Results from the Double Chooz Experiment2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneda
    • 学会等名
      4th International Conference on New Frontiers in Physics
    • 発表場所
      Crete, Greece
    • 年月日
      2015-08-24 – 2015-08-30
    • 国際学会
  • [学会発表] The Double Chooz experiment: June 2015 results and prospects to the near detector era2015

    • 著者名/発表者名
      T. Bezerra
    • 学会等名
      17th Lomonosov Conference on Elementary Particle Physics
    • 発表場所
      Moscow, Russia
    • 年月日
      2015-08-20 – 2015-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Complementarity of T2K/HK with Other Longer Baseline Experiments2015

    • 著者名/発表者名
      F. Suekane
    • 学会等名
      Workshop for Neutrino Programs with Facilities in Japan
    • 発表場所
      Tokai, Japan
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Status of Double Chooz experiment2015

    • 著者名/発表者名
      E. Chauveau
    • 学会等名
      EPS HEP 2015
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2015-07-22 – 2015-07-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise measurement of neutrino oscillation angle theta_13 using reactor neutrinos (poster)2015

    • 著者名/発表者名
      E. Chauveau and T. Bezerra
    • 学会等名
      4th Joint workshop of the France-Japan(TYL/FJPPL) and France-Korea(FKPPL) International Associated Particle Physics Laboratories
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-22
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of θ13 Measurement in the Double Chooz Experiment and the First Effective Δm213 Measurement from Reactor Neutrino Oscillation at Different Baselines2015

    • 著者名/発表者名
      Thiago Junqueira De Castro Bezerra
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子炉モニタリング用ニュートリノ検出器を用いた雷雲と同期する放射線バーストの観測2015

    • 著者名/発表者名
      加藤 陽
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Reactor neutrino oscillation analysis using neutron capture on Hydrogen2015

    • 著者名/発表者名
      Ralista Sharankova
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Beginning of data taking with the near detector at Double Chooz2015

    • 著者名/発表者名
      Emmanuel Chauveau
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Double Chooz実験におけるNear検出器稼働に向けてのオンラインシステムのアップグレード2015

    • 著者名/発表者名
      兼田 充
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 波形弁別能力を実装したGd入り液体シンチレータータイプ小型原子炉ニュートリノモニターの開発2015

    • 著者名/発表者名
      古田 久敬
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] Recent Results from Double Chooz2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kaneda
    • 学会等名
      Lake Louise Winter Institute
    • 発表場所
      Alberta, Canada
    • 年月日
      2015-02-15 – 2015-02-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Double Chooz physics results and prospects2014

    • 著者名/発表者名
      石塚 正基
    • 学会等名
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会2014
    • 発表場所
      富士Calm(山梨県)
    • 年月日
      2014-12-21 – 2014-12-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Double Chooz near detector comissioning2014

    • 著者名/発表者名
      T. Bezerra
    • 学会等名
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会2014
    • 発表場所
      富士Calm(山梨県)
    • 年月日
      2014-12-21 – 2014-12-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Status of liquid scintillator base reactor monitor2014

    • 著者名/発表者名
      古田 久敬
    • 学会等名
      新学術領域研究「ニュートリノフロンティア」研究会2014
    • 発表場所
      富士Calm(富士吉田市)
    • 年月日
      2014-12-21 – 2014-12-23
    • 国際学会
  • [学会発表] Double Chooz実験における宇宙線起源バックグラウンドに関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      北澤 信
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Double Chooz実験の最新結果2014

    • 著者名/発表者名
      川崎 健夫
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Status of Double Chooz Near Detector2014

    • 著者名/発表者名
      Thiago Junqueira De Costro Bezerra
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Double Chooz前置検出器を用いたステライルニュートリノの探索可能性の研究2014

    • 著者名/発表者名
      清水 沙也香
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] 波形弁別能力を実装したGd入り液体シンチレータを用いた新しい小型原子炉ニュートリノモニターの開発2014

    • 著者名/発表者名
      榎本 貴哉
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] 小型原子炉ニュートリノモニターに試用する波形弁別能力を実装したGd入り液体シンチレータの開発2014

    • 著者名/発表者名
      古田 久敬
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学(佐賀県)
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] A Search for Sterile Neutrino at J-PARC Materials and Life Science Experimental Facility2014

    • 著者名/発表者名
      H. Furuta
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Science at J-PARC
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-07-12 – 2014-07-15
    • 国際学会
  • [図書] Neutrino Oscillations (A Practical Guide to Basics and Applications)2015

    • 著者名/発表者名
      F. Suekane
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Double Chooz and reactor neutrino oscillation θ13 improvement and first effective Δm213 measurement2014

    • 著者名/発表者名
      Thiago Junqueira de Castro Bezerra
    • 総ページ数
      180
    • 出版者
      Springer
  • [備考] Double Chooz国際共同実験ホームページ

    • URL

      http://doublechooz.in2p3.fr/

  • [備考] ダブルショー日本グループホームページ

    • URL

      http://dchooz.titech.jp.hep.net/

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-27  

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