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2010 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 / 二重ベータ崩壊 / ニュートリノ / 放射線、X線、粒子線 / 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)システムを建設し、^<48>Caの2重ベータ崩壊の研究を行う。CANDLES III(UG)検出器は、メイン検出器としてCaF2シンチレータを、ベトー検出器として液体シンチレータを、シールド材として水の層を持つ複合型システムである。本システムを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、二重ベータ崩壊測定に入る前に、システムの性能評価・性能改善として、以下のことを行った。
1、液体シンチレータなしでの測定
・CaF2シンチレータ信号の波形情報の取得:CANDLES III(UG)検出器では、CaF2シンチレータと液体シンチレータの信号を同時に観測する。これら二種シンチレータ信号を弁別するためには波形弁別を行う。そのために、液体シンチレータを入れる前に、CaF_2シンチレータのみでの測定を行い、液体シンチレータ信号の混ざっていない波形情報を取得した。
・γ標準線源を用いたエネルギー較正:CANDLES III(UG)検出器では、CaF_2からの紫外光領域のシンチレーション光を、効率よく光電子増倍管で検出するために、波長変換剤を用いている。線源を用いた測定によって、波長変換が想定通り行えていることを確認した。
2、液体シンチレータの注入機構の構築
・液体シンチレータをより安全に注入するために、純水用リザーバタンクの構築、液面計の導入、を行った。
3、CANDLES III(UG)へのライトパイプシステムの導入
システムのエネルギー分解能向上のためには、ライトパイプの導入が有効である。本年は、ライトパイプの設計・製作・導入を行った。このことにより、集光効率は2倍まで改善されると予想される。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Light output response of KamLAND liquid scintillator for protons and C-12 nuclei2010

    • 著者名/発表者名
      S.Yoshida, T.Kishimoto, I.Ogawa, et al
    • 雑誌名

      Nucl.Instrum.Meth.

      巻: 622 ページ: 574-582

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of double beta decay of ^<48>Ca by CANDLES2010

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

      AIP Conf.Proc.

      巻: 1235 ページ: 287-293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of ^<48>Ca double beta decay with CANDLES2010

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

      J.Phys.Conf.Ser.

      巻: 203 ページ: 012073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass dependence of calcium isotope fractionations in crown-ether resin chromatography2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Fujii, S.Umehara, T.Kishimoto, et al
    • 雑誌名

      Isotopes in Environmental and Health Studies

      巻: 46 ページ: 233-241

    • 査読あり
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(53)-CaF2(pure)及び液体シンチレータの冷却による発光特性変化2011

    • 著者名/発表者名
      田窪一也
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学・新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(52)-集光効率改善のためのライトパイプの開発(2)2011

    • 著者名/発表者名
      宮下政樹
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学・新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(50)-III(U.G.)におけるエネルギー及び1photon較正システムの開発2011

    • 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
      新潟大学・新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(49)-III(地上)データの解析とIII(U.G.)の最適化(2)2011

    • 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
      新潟大学・新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(48)-検出器の開発状況-2011

    • 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
      新潟大学・新潟
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] CANDLES for the study of double beta decay of 48Ca and its enrichment2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kishimoto
    • 学会等名
      The International Symposium on Nuclear Physics in Asia
    • 発表場所
      Beihang Univ.,北京中国(招待講演)
    • 年月日
      20101013-20101014
  • [学会発表] Low radioactivity CaF2 scintillator crystals for CANDLES2010

    • 著者名/発表者名
      I. Ogawa
    • 学会等名
      Topical Workshop in Low Radioactivity Techniques, LRT2010
    • 発表場所
      Sudbury, Canada
    • 年月日
      20100828-29
  • [学会発表] CANDLES for the study of 48Ca double beta decay2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kishimoto
    • 学会等名
      Fundamental Physics Using Atoms 2010
    • 発表場所
      大阪大学、大阪(招待講演)
    • 年月日
      20100807-20100809
  • [学会発表] Study of48Ca Double Beta Decay by CANDLES2010

    • 著者名/発表者名
      I.Ogawa
    • 学会等名
      International Nuclear Physics Conference, INPC2010
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      20100704-20100709
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(47)-集光効率改善のためのライトパイプの開発(2)2010

    • 著者名/発表者名
      宮下政樹
    • 学会等名
      日本物理学会2010秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学・福岡
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(46)-CANDLESIII(U.G.)におけるバックグラウンドシュミレーション2010

    • 著者名/発表者名
      伊藤豪
    • 学会等名
      日本物理学会2010秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学・福岡
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(45)-III(U.G.)におけるエネルギー較正システムの開発(2)2010

    • 著者名/発表者名
      角畑秀一
    • 学会等名
      日本物理学会2010秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学・福岡
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(44)-地下実験室における検出器の開発状況2010

    • 著者名/発表者名
      梅原さおり
    • 学会等名
      日本物理学会2010秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学・福岡
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] CANDLESによる二重ベータ崩壊の研究(43)-III(地上)データの解析とIII(U.G.)の最適化2010

    • 著者名/発表者名
      保田賢輔
    • 学会等名
      日本物理学会2010秋季大会
    • 発表場所
      九州工業大学・福岡
    • 年月日
      2010-09-14

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公開日: 2013-06-26  

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