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2007 年度 実績報告書

液体-気体2相型キセノン検出器による暗黒物質探索実験

研究課題

研究課題/領域番号 17340082
研究機関早稲田大学

研究代表者

鈴木 聡  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30318828)

研究分担者 森山 茂栄  東京大学, 宇宙線研究所, 準教授 (50313044)
寺沢 和洋  慶應大学, 医学部, 助教 (10329138)
錦戸 文彦  放射線医学総合研究所, 医学物理部, 研究員 (60367117)
キーワード宇宙線 / 素粒子物理 / 宇宙物理 / 粒子測定技術
研究概要

・コリメートした57Coからの122keVγ線を検出器に照射し、それにより発生する比例蛍光の信号を上部にある7本の光電子増倍管から読み出し、その光量重心から水平方向の位置精度を求めた。径方向、法線方向ともに数mm程度であることが分かった。
・電離電子に対するキセノンの純度を向上させるために、純化用のゲッターを1台増やし2台を直列で使用し、さらに検出器の真空・焼き出しを注意深く行った。その結果、液体キセノン中で数μsec程度しかなかった電離電子の寿命を80μsecまで増加させることができるようになった。
・陽極とグリッドのワイヤーに直交する方向に3本の補強用のワイヤーを加え、従来のワイヤーを長さ方向に4分割する補強を行った。それにより、陽極-グリッド間の電場が5kV/cm付近で放電していたのが、7kV/cmまで維持できるようになった。
・中性子(241Am-Be線源を使用)を照射して、キセノン原子核の弾性散乱に対する検出器の反応を調べる実験を行った。その結果、1keV近辺の低エネルギーに至るまで、γ線、β崩壊等の電子に起因する信号と弾性散乱による信号を識別することが十分に可能であることが分かった。さらに、比例蛍光によるトリガーを用いることにより、3次元検出器として利用することができ有効領域を制限することが可能となった。例えば、壁から3cm以上離れた部分を有効領域とした場合、80%以上のバックグラウンドをカットできることが分かった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Compton Positron Emission Tomography with a Liquid Xenon Time Projection Chamber2008

    • 著者名/発表者名
      K.Giboni, E.Aprile, T.Doke, S.Suzuki, 他3名
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] XMASS実験74二相型キセノン検出器による暗黒物質探索実験2008

    • 著者名/発表者名
      海老塚 泰、鈴木 聡、西中 崇人、道家 忠義、菊池 順、 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
  • [学会発表] XMASS実験682相型キセノン検出器による地下実験22007

    • 著者名/発表者名
      海老 塚泰、鈴木 聡、西中 崇人、道家 忠義、菊池 順、 他
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-23

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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