| 研究課題/領域番号 |
15K05101
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| 研究機関 | 福井大学 |
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研究代表者 |
仁木 秀明 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (00135758)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | レーザー同位体分離 / カルシウム / ニ重ベータ崩壊 / 輻射圧 |
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| 研究実績の概要 |
ニュートリノのマヨラナ粒子性の検証のために、世界各国でニ重ベータ崩壊実験研究がおこなわれている。ニ重ベータ崩壊核種のうちでCa-48は崩壊エネルギーが大きいため、バックグラウンドの影響を大きく受けることなく信号の測定ができるとされているが、Ca-48同位体の天然存在比が0.187％と小さいためその同位体濃縮が期待されている。本年度も昨年度に引き続き、真空中で発生させたCaゲンシビームに、直角方向から青色(波長422nm）半導体レーザーを照射することにより特定の同位体のみを原子ビームから偏向させる実験を進めた。
昨年度はレーザーイオン化法を用いて原子ビームプロファイルを上方で測定することにより半導体レーザーによる原子ビームの偏向が実験的に確認したが、本年度は偏向用レーザーとは別に準備した半導体レーザーを用いて原子ビームの吸収スペクトルを測定する方法を試みた。つまり、原子ビームが偏向されるとドップラー効果により吸収スペクトルがシフトすることを利用してへんこうの程度を評価しようとする試みである。実験の結果、①吸収スペクトルは存在比の小さいCa-48のピークもSN比よく測定できること、②偏向用レーザーを特定の同位体（例えばCa-44)に同調した場合、吸収スペクトルシフトはCa-44にのみ現れ、③他の同位体ではシフトが観測されなかったことが確認された。このことから、本観測手法により選択的な同位体の偏向（同位体分離）が確認され、また感度のよいことから標的同位体であるCa-48 の分離実験観測や分離性能の直接的なモニター法として利用できることが分かった。
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| 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
当初の計画は①Ca原子の偏向実験、および②同位体分離実験の２つを掲げていた。①については初年度末に行った実験、つまり偏向用レーザー照射時、非照射時における原子ビームのプロファイルを測定、比較することにより確認された。②については昨年度実験に導入した偏向原子ビームのドップラーシフトを観測することにより明確に同位体選択的な原子ビームの偏向が確認された。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り、①Ca原子の偏向実験、および②同位体分離実験を引き続き行い、分離に最適な条件を明らかにしていく。とくに分離実験においてはCa-48の濃縮を中心に置いた実験をしていきたい。また、大量分離を考えたときの問題についても検討していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
28年度の実験的研究においては、主として強度の小さい半導体レーザーを用いた実験の頻度が多く、レーザー光折り曲げ用ミラーや集光用レンズ等の光学部品の損耗が少なかったので、光学部品費が節約できた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
レーザー誘起蛍光を測定することで原子ビームの偏向をモニターする方法に成功しているので、この測定法を充実させるため、光検出用の消耗部品等の購入に充てたい。
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