ニュートリノ実験および原子炉モニターのための水ベース液体シンチレータの開発研究

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05467
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 鈴木 州 神戸大学, 理学研究科, 助教 (20243298)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: ニュートリノ / 水チェレンコフ / 液体シンチレータ / シンチレーション光

研究実績の概要

ニュートリノ実験において、水チェレンコフ検出器や液体シンチレータ検出器の果たしている役割は大きい。ニュートリノが反応した後の荷電粒子に対して、前者は方向に感度を持つ。一方、後者は、より低エネルギーのニュートリノに感度を持つが、方向感度は持たない。また、これまで使用されてきた液体シンチレータは、有機溶剤をベースとしているため、可燃性で有毒でもあった。本研究は、両検出器の長所を生かしつつ、不燃性で人体や環境に害の少ない、水をベースとした液体シンチレータを開発することを目的としている。
液体シンチレータの性能評価は、放射線源コバルト60からのγ線を照射し、コンプトン散乱された電子によるシンチレーション光の光量を測定することで行う。平成29年度は、そのためのセットアップを構築し、シンチレーション光の測定方法を確立する予定であった。これは、既存の実験装置・設備を用い、既存の実験環境下で行うことで速やかに開始できるはずであった。しかし、この実験環境が思いがけず他人の手によって崩されてしまい、実験装置もちりぢりになり、一部の装置に不具合も見つかった。そのため昨年度は、実験場所を確保し、装置を集め、原状復帰することに費やされることになった。
様々な溶質と界面活性剤を試すことにより、より多くの発光量を示す液体シンチレータの作製も試みる予定であったが、そこまでには至らず、液体シンチレータを設置しないで疑似信号を送ることでコンピュータによるデータ取得ができるよう設定するにとどまった。
研究会や学会には出席して研究に必要な情報を獲得し、知見を深める活動は行ったので、そのための旅費は使用した。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

研究実績の概要の項で既述したように、予期せぬ研究環境の不具合により、実験場所の確保から始めなければならなかった。ちりぢりになった実験装置・器具を集め、原状復帰するために思いのほか時間がかかることとなった。
また、大学業務やその他の研究活動も思いがけず増え、本研究に割く時間が思うようにとれなかったことも研究が遅れたことの一因である。

今後の研究の推進方策

平成30年度は、昨年度十分に行えなかった研究環境の原状復帰をまず行う。その後、昨年度の研究実施計画に従って、コバルト60からのγ線をシンチレータに照射し、コンプトン散乱された電子によるシンチレーション光量を光電子増倍管により測定する。そこまでの方法を確立した後、様々な水ベース液体シンチレータを自作し、それについて光量測定を行う。
平成30年度、31年度に実施予定であった研究は、それぞれ翌年度に持ち越すものとする。

次年度使用額が生じた理由

現在までの進捗状況で述べたように、研究に遅れがでたため、使用する予定であった研究費を使用するに至らず、次年度使用額が生じた。使用計画としては、昨年度から持ち越した研究を今年度行うわけであるから、その遂行のために使用する。