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2009 年度 実績報告書

48Caの二重ベータ崩壊の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21244034
研究機関大阪大学

研究代表者

岸本 忠史  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90134808)

研究分担者 小川 泉  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (20294142)
能町 正治  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90208299)
キーワード実験核物理 / 素粒子実験 / 放射線、X線、粒子線 / 二重ベータ崩壊 / ニュートリノ / シンチレータ / 超低バックグラウンド測定 / 同位体濃縮
研究概要

本研究ではCANDLES III (UG)検出器を建設し、^<48>Caの2重ベータ崩壊の研究を行う。神岡地下実験室に設置し3年程度の観測により、有効マヨラナニュートリノ質量(<m_v>)にして0.5eV程度の感度を持つ実験を行うことを目的としている。本年度は以下のことを行った。
1. CANDLES III(地上版)建設を完了し、プロトタイプ検出器として大阪大学理学研究科附属原子核実験施設に設置し、特性を確認した。宇宙線のバックグランドが非常に多い地上でバックグランド排除能力を調べ、地下に設置したとき、ほぼ予定通りの性能が出ることを確認した。
2. 実際の観測は地下で行う。このため、東大宇宙線研究所によって神岡宇宙素粒子実験施設に掘削された実験室用の穴を実験室として整備し、検出器本体タンクや液体シンチレータ純化装置等の周辺機器を設置した。クリーンな環境にするため、使用する機器の材料の選定と洗浄を入念に行った。
3. 装置の感度を決めるパラメータであるCaF_2結晶量を地上版での10cm立方60個から、地下版(CANDLES III (UG))では100個設置出来るようにし、必要な整備を行った。
4. 大阪でのプロトタイプ検出器の各種パーツを分解し、神岡へ輸送してCANDLES III (UG)装置内外に設置した。具体的には主検出器であるCaF_2結晶と大型PMT・測定回路類である。
5. 測定回路類を別室のエレキハット内に設置し、CANDLES III装置と配線した。
6. 組み立て・設置が終了した段階で、危険物一般取扱所として消防署の検査を受け、認可を得た。
7. 装置内に純水と液体シンチレータをそれぞれの層に注入した。
装置はほぼ完成したので試運転を行う所であったが、PMTが破損する事故があった。このため数カ月の遅れを余儀なくされた。現在ほぼ復活しており、来年度早々には予備的な測定に入る。なお事故原因を十分解明し、同様な事故が起こることが無いような対策を講じた。
他にクラウン・エーテル樹脂を用いた同位体濃縮を東工大のグループと協力して進め、カラムを通す実験を200mまで行い、30%程度の濃縮度まで確認した。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Kaon-Nucleus Interaction Studied through the in-flight (K, N) Reactions2009

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto, T., et al.
    • 雑誌名

      Nuclear Physics A 827

      ページ: 321c-323c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-violet wavelength shift for undoped CaF2 scintillation detector by two phase of liquid scintillator system in CANDLES2009

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, S., Kishimoto, Y., et al.
    • 雑誌名

      NOCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUTPMENT 601

      ページ: 282-293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of the decay K+ ---> pi+ nu anti-nu in the momentum region 140 <P(pi)<199-MeV/c2009

    • 著者名/発表者名
      A.V.Artamonov, et al.
    • 雑誌名

      Physical Review D 79

      ページ: 092004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Candles for the Study of Neutrino less Double-Beta Decay (20'+5')2009

    • 著者名/発表者名
      Ogawa, I., et al.
    • 雑誌名

      Journal of Physics : Conference Series 203

      ページ: 012073

    • 査読あり
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究-CANDLEDプロジェクトの開発状況-2010

    • 著者名/発表者名
      梅原さおり
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究-III(UG)におけるエネルギー較正システムの開発-2010

    • 著者名/発表者名
      角畑秀一
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究-集光効率改善のためのライトパイプの開発-2010

    • 著者名/発表者名
      宮下正樹
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究-III(SL)の解析-2010

    • 著者名/発表者名
      保田賢輔
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学 岡山
    • 年月日
      2010-03-21
  • [学会発表] Matter dominated universe and study of ^<48>Ca double beta decay2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kishimoto
    • 学会等名
      Origin of Matter and Evolution of Galaxy (OMEG2010)
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2010-03-08
  • [学会発表] クラウンエーテル樹脂を用いたカルシウム同位体分離2010

    • 著者名/発表者名
      梅原さおり
    • 学会等名
      第8回同位体科学研究会
    • 発表場所
      産業総合技術研究所 東京
    • 年月日
      2010-03-05
  • [学会発表] Nutrino-less double beta decay of ^<48>Ca studied by CaF^2 Scintillator2009

    • 著者名/発表者名
      Saori Umehara
    • 学会等名
      CTP International Conference On Nuclear Physics in LHC Era
    • 発表場所
      Luxor, Egypt
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] Study of Double Beta Decay of ^<48>Ca with CANDLES2009

    • 著者名/発表者名
      Saori Umehara
    • 学会等名
      The 7^<th> Japan-China Joint Nuclear Physics Symposium
    • 発表場所
      Univ. of Tsukuba Ibaraki
    • 年月日
      2009-11-12
  • [学会発表] Background reduction by position reconstruction for CANDLES III2009

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Yasuda
    • 学会等名
      Third Joint meeting of the nuclear physics division of the APS and JPS
    • 発表場所
      Hawai, USA
    • 年月日
      2009-10-17
  • [学会発表] Study of background origin by data analysis and simulation for CANDLES III2009

    • 著者名/発表者名
      Go Ito
    • 学会等名
      Third Joint meeting of the nuclear physics division of the APS and JPS
    • 発表場所
      Hawai, USA
    • 年月日
      2009-10-17
  • [学会発表] Opening Address2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kishimoto
    • 学会等名
      Double Beta Decay and Neutrinos 2009 (DBD09)組織委員長
    • 発表場所
      Hawai, USA
    • 年月日
      2009-10-11
  • [学会発表] Kaon-nucleus interaction studied by kaon induced reactions2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kishimoto
    • 学会等名
      International Symposium on Exotic Nuclei (EXON-2009)
    • 発表場所
      Sochi, Russia
    • 年月日
      2009-09-30
  • [学会発表] Candles for the Study of Neutrino less Double-Beta Decay (20'+5')2009

    • 著者名/発表者名
      Izumi Ogawa
    • 学会等名
      TAUP2009
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2009-07-03

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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