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2019 年度 実績報告書

方向の情報を付加した新型検出器による超高感度ニュートリノレス二重ベータ崩壊探索

研究課題

研究課題/領域番号 17H04834
研究機関東北大学

研究代表者

上島 考太  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (80605379)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード波長変換材 / 二重ベータ崩壊 / 液体キセノン / 方向検出
研究実績の概要

極低放射能環境を生かした、液体キセノンを用いたニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊(0ν2β)発見に向けた研究開発を行なった。エネルギー付加による 不感領域を無くすため、プラスチックシンチレータ容器内に液体キセノンを導入し、0ν2β探索の探索感度を大幅に向上させる。また将来究極のバックグラウン ドとなる8B太陽ニュートリノ低減のため、液体キセノン中で発生するチェレンコフ光と液体キセノンのシンチレーション光を分離して検出することにより、どの 程度方向の情報を抽出できるか評価を行う。
本年度は、開発したTPB波長変換剤を2%溶かし込んだ直径20cmのトライタン樹脂製容器に1kgの液体キセノンの導入に成功した。キセノンガスを安定して液化するための温度、圧力、ヒーターに印加する電圧等、各種パラメータの調整に成功した。波長変換した液体キセノンのシンチレーション光をチェレンコフ光読み出し用の合計30chの2インチマルチアノードPMT7本とシングルアノードPMT2本で読み出すことにも成功し、データ収集システムの試験も行なった。収集光量を増やすために高光量子効率の8インチPMTをクライオスタット内に導入し、エネルギー分解能の評価も行える装置に改良した。また波長変換した液体キセノンのシンチレーション光と新型トライタン樹脂製のプラスチックシンチレータの波形弁別にも成功し、背景事象低減の手法を確立した。
また本年度は研究成果を国際会議、日本物理学会で報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Liquid Xenon detector R&D for 0ν2β search (KamXP)2020

    • 著者名/発表者名
      Kota Ueshima
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1468 ページ: 012138

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1468/1/012138

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Neutrinoless Double Beta Decay Status and Prospects2020

    • 著者名/発表者名
      Kota Ueshima
    • 学会等名
      3rd World Summit on Exploring the Dark Side of Universe (remote talk)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Experimental status of neutrinoless double beta decay searches2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Ueshima
    • 学会等名
      3 neutrinos and beyond
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Liquid Xenon detector R&D for 0v2b search (KamXP)2019

    • 著者名/発表者名
      Kota Ueshima
    • 学会等名
      Topics in Astroparticle and Underground Physics (TAUP2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 0v2b探索に向けた液体キセノン検出器の研究開発2019

    • 著者名/発表者名
      上島考太
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年秋季大会

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公開日: 2021-01-27  

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