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2022 年度 実績報告書

フッ素を含んだ大質量・エネルギー取得可能な暗黒物質検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K18628
研究機関神戸大学

研究代表者

身内 賢太朗  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (80362440)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード暗黒物質 / シンチレータ
研究実績の概要

本研究は、最終的に液化CF4の発光を調べることを目的とする。このために、まずは冷却したCF4ガスでの発光量を測定し、論文として公表した。この結果に基づいて、CF4容器の熱設計等を見直し、安定に冷却可能なシステムとした。具体的には、光電子増倍管をCF4容器の外側に配して光学窓を用いてシンチレーション光を測定する方針とし、さらに、冷凍機とCF4容器の熱的な接続を十分に確保することとした。さらに、水平方向に2ケ配していた光電子増倍管を上下に配するように設計を変更した。これは液化後にCF4自身がシンチレーション光に対して透明であるか不透明であるかを簡単に判断するためである。すなわち下の光電子増倍管でもシンチレーション光が観測されればシンチレーション光に対して不透明ではないということが確認できる。こうした再設計後の検出器を用いて冷却試験を行った。結果として、上記CF4ガス冷却の際には液体窒素による補助冷却が必要であったが、冷凍機のみの冷却によってCF4を液化することに成功した。さらに、252Cf線源からの中性子を照射することで引き起こされる原子核反跳に対して、シンチレーション光が確認され、有意に計数率が上昇することを確認した。シンチレーション光を観測しながら液化を進めたところ、シンチレーション光の計数率は液量に比例することが確認された。さらに、下の光電子増倍管でも上のものと同様にシンチレーション光が観測されることが確認され、液化CF4はシンチレーション光を発し、自身を透過するという結論を得た。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] Exploring the Nature of the Dark Matter by Direct Searches2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Miuchi
    • 学会等名
      KMI Colloquium, Nagoya University
  • [学会発表] 暗黒物質直接探索の現状2022

    • 著者名/発表者名
      身内賢太朗
    • 学会等名
      北海道大理学院学物理学専攻セミナー

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公開日: 2023-12-25  

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