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2018 年度 実績報告書

大型液体シンチレータ検出器でのニュートリノのマヨラナ性と世代数の研究

計画研究

研究領域宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
研究課題/領域番号 26104002
研究機関東北大学

研究代表者

井上 邦雄  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 教授 (10242166)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2019-03-31
キーワード二重ベータ崩壊 / マヨラナニュートリノ / 宇宙物質優勢 / 極低放射能 / 地球ニュートリノ
研究実績の概要

a)新たに製作したミニバルーンをカムランド内に導入し、キセノンを含まない液体シンチレータで膨らませて放射性不純物レベルをカムランド自身で検証した。フィルム上のバックグラウンド量は前回の10分の1程度に抑えられていたが、液体シンチレータの不純物量が許容範囲ギリギリであったため、蒸留塔を洗浄した上で再度蒸留純化を行った。液漏れの兆候は無く、キセノンの循環導入に進み、二巡したところで745kgのキセノンを導入することに成功し、前回からほぼ倍量のキセノンでKamLAND-Zen 800を開始した。極低放射能環境を実現できたことで、0ν2β探索の有効体積は以前の3~4倍に増大しており、ニュートリノ質量の逆階層構造に切り込み、複数の理論モデルの検証が可能となった。
b)212Bi-Poの連続崩壊が単一事象と誤認された場合0ν2β探索のバックグラウンドとなるが、低放射能化によって220Rn-216Poの連続崩壊を検知することで2日にわたるvetoが可能となり、トリウム系列のバックグラウンドをほぼ全て排除することが可能となった。これは低エネルギー太陽ニュートリノ観測で問題となる208Tlの排除にも有効である。
c)今後の探索で主要なバックグラウンドとなる宇宙線による原子核破砕起源の10Cに対して、ニューラルネットを導入した波形解析によって約半分に低減することに成功した。10Cの低減にはさらにミューオン・中性子・10Cの遅延三重同時計測が有効であるが、ミューオンの大信号後のオーバーシュートが中性子検知の障害となっている。開発中の新型電子回路が持つFADCの情報を使ってオーバーシュートを補正するフィードバックをかけることに成功し、新型電子回路の小型化・低ノイズ化が進展した。
d)原子炉停止期間の地球ニュートリノ観測を安定的に継続した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (62件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (56件) (うち国際学会 22件、 招待講演 26件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学バークレー校/ワシントン大学/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア大学バークレー校/ワシントン大学/マサチューセッツ工科大学
    • 他の機関数
      8
  • [国際共同研究] アムステルダム大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      アムステルダム大学
  • [雑誌論文] Double Beta Decay Experiments With Loaded Liquid Scintillator2019

    • 著者名/発表者名
      I. Shimizu and M. Chen
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 7 ページ: 33

    • DOI

      10.3389/fphy.2019.00033

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] KamLAND-Zen experiment2019

    • 著者名/発表者名
      J. Shirai
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: 332 ページ: 050-1-7

    • DOI

      10.22323/1.332.0050

    • オープンアクセス
  • [学会発表] KamLAND -近傍超新星爆発と電子回路-2019

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      第五回超新星ニュートリノ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] KamLANDによる太陽フレアに伴うニュートリノの探索2019

    • 著者名/発表者名
      川田七海
    • 学会等名
      第五回超新星ニュートリノ研究会
  • [学会発表] 地球ニュートリノ2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      第五回超新星ニュートリノ研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ニュートリノで調べる地球の成り立ちと宇宙の物質の起源2019

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      知のフォーラムプレミアム
    • 招待講演
  • [学会発表] 極低放射能環境でのニュートリノ研究2019

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      日本学術会議天文学・宇宙物理学分科会第2回シンポジウム
  • [学会発表] Lumped element kinetic inductance detectors on CaF2 for neutrino-less double-beta decay and spin-dependent dark matter search2019

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      VCI2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Upgrade of the KamLAND-Zen Mini-balloon and Future Prospects2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎秀義
    • 学会等名
      VCI2019
    • 国際学会
  • [学会発表] 非加速器素粒子原子核実験のレビュー2019

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      学術会議・素粒子原子核分野大型計画シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 神岡から始まるニュートリノ地球科学2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      International School, 高校生セッション
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KamLAND-Zen2019

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」領域国際会議
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nearby Supernovae with KamLAND2019

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」領域国際会議
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A search for neutrinos correlated with solar flare using KamLAND2019

    • 著者名/発表者名
      川田七海
    • 学会等名
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」領域国際会議
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation for T2K neutrino interaction at KamLAND2019

    • 著者名/発表者名
      安部清尚
    • 学会等名
      新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」領域国際会議
    • 国際学会
  • [学会発表] キセノン泡箱検出器の 現状と今後の見通し2019

    • 著者名/発表者名
      丸藤祐仁
    • 学会等名
      「第五回極低放射能技術」研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] KamLANDにおけるT2Kニュートリノ反応のシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      安部清尚
    • 学会等名
      「第五回極低放射能技術」研究会
  • [学会発表] KamLANDへの最新型電子回路MoGURA2導入による中性子タギング効率向上についての研究2019

    • 著者名/発表者名
      川田七海
    • 学会等名
      「第五回極低放射能技術」研究会
  • [学会発表] メタルスカベンジャーによる液体シンチレータ検出器の極低放射能化2019

    • 著者名/発表者名
      亀井雄斗
    • 学会等名
      「第五回極低放射能技術」研究会
  • [学会発表] KamLANDにおけるT2Kニュートリノ反応のシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      安部清尚
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800:検出器製作の現状2019

    • 著者名/発表者名
      細川佳志
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800: 宇宙線ミューオンに由来する背景事象のシミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      家城斉
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800:宇宙線ミューオン起源バックグラウンドのデータ解析2019

    • 著者名/発表者名
      丸藤(寺島)亜寿紗
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLANDのためのPMT preampの開発2019

    • 著者名/発表者名
      川田七海
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800:ミニバルーン保持装置の背景事象評価2019

    • 著者名/発表者名
      三宅春彦
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800:背景事象の調査と感度見積もり2019

    • 著者名/発表者名
      尾崎秀義
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] KamLANDにおけるトリウム系列核種崩壊事象同定のための日単位遅延同時計測の研究2019

    • 著者名/発表者名
      蜂谷尊彦
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会(2019年)
  • [学会発表] ニュートリノを伴わない 二重ベータ崩壊探索のためのキセノン泡箱検出器の開発2019

    • 著者名/発表者名
      丸藤祐仁
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Development of New Technology for Geoneutrino Directional Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Joint Symposium of Misasa & Core-Mantle Coevolution
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 136Xeの二重ベータ崩壊2019

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      同位体濃縮と基礎科学
    • 招待講演
  • [学会発表] 液体シンチレータとニュートリノ物理2018

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      SMART2018
  • [学会発表] Development of New Technology for Geoneutrino Directional Measurement2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      JpGU
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KamLAND-Zen2018

    • 著者名/発表者名
      丸藤(寺島)亜寿紗
    • 学会等名
      Neutrino2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Status of the KamLAND-Zen Experiment2018

    • 著者名/発表者名
      清水格
    • 学会等名
      6th Symposium on Neutrinos and Dark Matter in Nuclear Physics 2018 (NDM 2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Antineutrino directioanl measurement2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      Summer Institute : Using Particle Physics to Understand and Image the Earth
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current status and future prospects of KamLAND-Zen experiment2018

    • 著者名/発表者名
      蜂谷尊彦
    • 学会等名
      International Symposium on Neutrino Frontiers
    • 国際学会
  • [学会発表] ニュートリノと宇宙2018

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      会津高校研修講義
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutrinoless double beta decay search with KamLAND-Zen2018

    • 著者名/発表者名
      丸藤祐仁
    • 学会等名
      NOW 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KamLANDのためのPMT preampの開発2018

    • 著者名/発表者名
      川田七海
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] 球面調和関数を用いた事象再構成手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      三宅春彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800実験の現状(5)2018

    • 著者名/発表者名
      蜂谷尊彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] KamLAND-Zen 800の現状(6)2018

    • 著者名/発表者名
      尾崎秀義
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] KamLAND2-Zen実験のための内検出器の開発の現状2018

    • 著者名/発表者名
      太田 直輝
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] シンチレーションフィルムによる表面汚染測定法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      池田晴雄
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] メタルスカベンジャーによる液体シンチレータ検出器の極低放射能化(2)2018

    • 著者名/発表者名
      亀井雄斗
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] KamLANDのためのPMT preampの開発2018

    • 著者名/発表者名
      川田七海
    • 学会等名
      Open-It若手研究会2018
  • [学会発表] 宇宙の謎を解く鍵:ニュートリノ2018

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      夢ナビライブ
    • 招待講演
  • [学会発表] Supernova Detection in Hyper-Kamiokande and Future_Prospect2018

    • 著者名/発表者名
      清水格
    • 学会等名
      Deciphering multi-Dimensional nature of core-collapse SuperNovae via Gravitational-Wave and_neutrino signatures (SNeGWv2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極低放射能環境でのニュートリノ研究2018

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      CRC将来計画タウンミーティング
    • 招待講演
  • [学会発表] KamLAND-Zen2018

    • 著者名/発表者名
      池田晴雄
    • 学会等名
      DBD2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of new front-end electronics for KamLAND2-Zen2018

    • 著者名/発表者名
      石徹白晃治
    • 学会等名
      DBD2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current status and future prospects of KamLAND-Zen2018

    • 著者名/発表者名
      井上邦雄
    • 学会等名
      DBD2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KamLAND-Zen2018

    • 著者名/発表者名
      丸藤(寺島)亜寿紗
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and the Physical Society of Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Review of Double Beta Decay Experiments2018

    • 著者名/発表者名
      丸藤(寺島)亜寿紗
    • 学会等名
      NNN18
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] KamLAND-Zen800実験ミニバルーン送液管の準備と導入2018

    • 著者名/発表者名
      三宅春彦
    • 学会等名
      新学術領域A班若手研究会
  • [学会発表] T2KビームによるKamLANDでの中性子生成シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      安部清尚
    • 学会等名
      新学術「地下素核研究」A班共催第3回二重ベータ崩壊若手研究会
  • [学会発表] Studying the Earth with Geo-neutrinos2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺寛子
    • 学会等名
      AGU
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrinoless double beta decay search with liquid scintillator experiments2018

    • 著者名/発表者名
      丸藤 祐仁
    • 学会等名
      NuPhys 2018 : Prospects in Neutrino Physics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 東北大学ニュートリノ科学研究センターカムランド実験

    • URL

      http://www.awa.tohoku.ac.jp/kamland/

  • [備考] 新学術領域「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核実験」

    • URL

      http://www.lowbg.org/ugnd/

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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