クラウンエーテル・マイクロチップ化学プラントによる二重ベータ崩壊同位元素濃縮

2009 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 19540300
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 硲 隆太 広島大学, 大学院・工学研究科, 講師 (00379299)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2010
• キーワード: 実験核物理 / 素粒子実験 / 化学工学 / 同位体分離 / マイクロ・ナノデバイス

研究概要

振動実験でニュートリノの種の間に質量差があることが確実になった今、ニュートリノの質量の絶対値及びマヨラナ性を検証できる唯一の2重ベータ崩壊は最も重要な研究に位置づけられており、世界中で研究が進められている。現在濃縮(86%)された^<76>Geを用いる研究(HDM実験:ハイデルベルグ・モスクワグループ)が世界最高感度の測定を達成しており、次世代も含めて世界の研究は^<76>Geを軸に進められている。しかし、そのQ値の低さ(2.04MeV)故、すでに自然および人工放射性バックグランド(BG)が限界を決め始めている。我々は^<48>Caで世界を追い越すためにCaF_2結晶からなるCANDLES計画を立ち上げ、昨年度より東大神岡地下観測所でCaF_2結晶約300kgの実験装置を建設中で近く測定を開始する。^<48>Caは2重ベータ崩壊核の中で最大のQ値(4.27MeV)を持ち、BGの最も少ない測定が可能で、今後有望な原子核である。今まで世界の研究の中心になってこなかった理由はひとえに自然存在比が少ない(0.187%)ために大量の原子核を用意し難い点で、本研究は、更に質量を一桁スケールアップして0.1eV以下領域を探索する検出器製作に於いて画期的な感度向上をもたらす標的同位体元素(^<48>Ca)の安価で大量な濃縮方法の確立を目的とする。

研究成果

• [雑誌論文] マイクロチップによるトリチウム水からのトリチウム除去及び同位体分離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太
  • 雑誌名: 核融合研究所一般共同研究成果報告書 ページ: 365
• [雑誌論文] Remove of Tritium from Tritiated Water and Isotope Separation by Microchips (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Hazama, Y. Sakuma, Y. Ogata, M. Tokeshi
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science Vol. October ページ: 456
• [雑誌論文] Remove of Tritium from Tritiated Water and Isotope Separation by Microchips (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Hazama, Y. Sakuma, Y. Ogata, M. Tokeshi
  • 雑誌名: Annual Report of National Institute for Fusion Science Vol. October ページ: 475
• [雑誌論文] Challenge on ^<48>Ca enrichment for CANDLES double beta decay experiment (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Hazama (1番目), Y. Tatewaki, T. Kishimoto, et al. (計8人)
  • 雑誌名: Proc. of 6^<th> Rencontres du Vietnam (Challenges in Particle Astrophysics) (ed. J. Dumarchez, et al.)(The Gioi Publishers) Vol. 6 ページ: 383-386
• [学会発表] ^<48>Ca enrichment liquid-liquid extraction (2009)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太
  • 学会等名: 3^<rd> joint meeting of the Nuclear Physics Divisions of APS and JPS (Hawaii 2009)
  • 発表場所: Hilton Waikoloa Village, Hawaii island, USA
  • 年月日: 2009-10-12
• [学会発表] Enrichment of ^<48>Ca-Separation with a crown ether- (2009)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太
  • 学会等名: UCB-OU Collaboration meeting on double beta decay
  • 発表場所: Lawrence Berkeley National Laboratory, USA
  • 年月日: 2009-02-05
• [学会発表] Enrichment of ^<48>Ca (2007)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太
  • 学会等名: International Workshop on Double Beta Decay and Neutrinos (DBD07)
  • 発表場所: Crystal Tower, Osaka Business Park, JAPAN
  • 年月日: 2007-06-12
• [学会発表] Double Beta Decay Experiment CANDLES using ^<48>Ca and chemical isotope separation (2007)
  • 著者名/発表者名: 硲隆太
  • 学会等名: The 7^<th> Eichrom Users' Seminar For The Extraction Chromatography : Resin and Columns
  • 発表場所: Tokyo Garden Palace, Tokyo, JAPAN
  • 年月日: 2007-05-29
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.nifs.ac.jp/report/annrep.html
• [備考]
  • URL: http://arxiv.org/abs/0710.3840
• [備考]
  • URL: http://dbd09.phys.sci.osaka-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://dbd07.phys.sci.osaka-u.ac.jp/