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2023 年度 実績報告書

背景事象識別能力を有する高感度シンチレーターによる宇宙暗黒物質探索

研究課題

研究課題/領域番号 21H01104
研究機関東北大学

研究代表者

池田 晴雄  東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (90400233)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード宇宙暗黒物質 / 極低放射能環境
研究実績の概要

2023年度は、2021年度に作成した宇宙暗黒物質を探索するための高純度NaI結晶の作成と背景事象を感知するためのシンチレーションフィルムを組み合わせた検出器の測定を行った。そののち、2022年度に作成した、シンチレーションフィルムの厚さを2021年度のものと比較して倍にした検出器の測定を行った。
本研究では、高純度NaI結晶やシンチレーションフィルムからのシンチレーション光を最大限とりだせるように円柱型の結晶の底面両方に窓をつけた両読み出し型のハウジングをもちいたのだが、放射線源による発光量やエネルギー校正を行った結果それぞれの底面から観測されるシンチレーション光の分解能がちがうという現象が観測された。これによって両方のシンチレーション光を合わせた解析において分解能の評価をどう行うかについて解析を行いなおす必要が生じた。これの明確な原因は不明であるが円柱型の結晶を削り出し成型したときの底面の平行が若干ずれていてハウジング内に隙間を生じたなどの理由が考えられる。今後は結晶ハウジングの工作精度向上についても考察する必要があると判明した。
データ測定に関しては、神岡地下実験室内に設置した鉛シールドの中で観測を行った。ここでの観測は宇宙線や環境放射線の影響を非常に少なくするというメリットがある一方で、シールドの開閉に人数が必要であるというデメリットがあり、一度観測を開始すると結晶の交換や放射線源を用いたキャリブレーションを行うことのできる回数が非常に制限されるものとなった。また鉛シールドまわりの電気的グラウンドが不安定であることが観測開始後発覚し、ノイズ除去に時間をかけることにもなった。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件)

  • [雑誌論文] First measurement of the strange axial coupling constant using neutral-current quasielastic interactions of atmospheric neutrinos at KamLAND2023

    • 著者名/発表者名
      S.Abe et.al
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 072006

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.072006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of cosmic-ray muon spallation products in a xenon-loaded liquid scintillator with KamLAND2023

    • 著者名/発表者名
      S.Abe et.al
    • 雑誌名

      Physical Review C

      巻: 107 ページ: 054612

    • DOI

      10.1103/physrevc.107.054612

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a low-background HPGe detector at Kamioka Observatory2023

    • 著者名/発表者名
      Ichimura K、Ikeda H、Kishimoto Y、Kurasawa M、Suzuki A A、Gando Y、Ikeda M、Hosokawa K、Sekiya H、Ito H、Minamino A、Suzuki S
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2023 ページ: 123H01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptad136

    • 査読あり

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公開日: 2024-12-25  

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