| 研究概要 |
低エネルギー太陽ニュートリノ検出器に使用できる物質として、ガドリニウムが都合よいことが近年発見された。我々はガドリニウムを多く含むGSO無機シンチレータが太陽ニュートリノ実験に使え得るか否かの基礎的な研究を行った。
まず、太陽ニュートリノ検出器として用いるためには、予想される太陽ニュートリノ信号がまず電子の信号があり、それから約90ナノ秒遅れてガンマ線の信号があるため、2つの時間的に数十ナノ秒離れた信号を分別する必要がある。このため、シンチレータの発光減衰時間も数十ナノ以下であることが求められる。このために我々はCeを通常より多く(3%)ドープしたGSOを特注し性能評価した。この結果、シンチレーション信号の時間は半値全幅で、約40ナノ秒と概ね満足のいくの値を得た。
また、太陽ニュートリノ実験では、信号の頻度が非常に低いので、UやThといった放射線バックグラウンドを取り除く必要がある。要求される純度はおおよそ10^<-10>g/gのU,Th不純物濃度である。我々はこの条件を満たす材料をもとにGSO結晶の制作を行った。しかし結果として得られた結晶の不純物濃度は10^<-8>g/g程度であり、我々の仕様を満たすものではなかった。この原因は今後突き止める予定である。
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