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2014 年度 実績報告書

希ガス中の極微量ラドン濃度を測定する装置の開発と暗黒物質探索実験への応用

研究課題

研究課題/領域番号 24340050
研究機関神戸大学

研究代表者

竹内 康雄  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60272522)

研究分担者 鈴木 州  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20243298)
田阪 茂樹  岐阜大学, 学内共同利用施設等, 教授 (60155059)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードラドン / キセノン / ダークマター / 放射線 / 素粒子実験 / 吸着 / ナノ素材 / 活性炭
研究実績の概要

今年度は、1. 低パックグラウンドラドン測定器の開発と、2.高効率ラドントラップの開発、3. 暗黒物質探索実験への応用に取り組んだ。
1.に関しては、今年度は、検出器を純空気で満たした状態での、80L検出器の内部起源のBGレベルを測定した。132.5日間の測定データから、80L検出器のBGレベルは、0.81+/-0.08 count/dayとの値が得られた。80L検出器の前に開発された70L検出器のBGレベルは、2.4+/-1.3 count/dayであったので、約1/3の低減に成功した。これらの開発の成果を論文にまとめて公表した。
2.に関して、昨年度までにシラス多孔質ガラス(SPG) が活性炭に代わる新しいラドン吸着材料となる可能性があることを確認した。しかし、今年度、SPG自体に含まれている放射性不純物が、本研究に提供するためには無視できないレベルであることが判明した。そのため既製品のSPGを本研究で用いることは見合わせることにした。代替の吸着素材として、活性炭素繊維(ACF)を用いた吸着試験に取り組んだが、吸着素材としての有意な結果はまだ得られていない。
3.に関して、神岡地下で行われている暗黒物質の直接探索を目指すエックスマス(XMASS)実験において、我々のラドン検出器を応用した水中ラドンのリアルタイム測定装置を新たに構築し、運用を開始した。本装置は2014年3月下旬から現在まで、XMASS実験サイトで運用を行っている。2014年5月には予期していなかった純水装置の不具合を発見し、物理解析への影響が生じる前に修正することに貢献できた。当初目標の、キセノン及びアルゴン中のラドン濃度測定を0.01 mBq/m3の感度で行う装置の開発は、まだ継続中という状況ではあるが、最終的な、ラドン測定装置の暗黒物質探索実験への応用は達せすることができた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Development of a high-sensitivity 80 L radon detector for purified gases2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hosokawa; A. Murata; Y. Nakano; Y. Onishi; H. Sekiya; Y. Takeuchi; S. Tasaka
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 ページ: 033H01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv018

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ラズベリーパイを用いたSK実験室内ラドン濃度測定システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      田阪茂樹
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 高感度ラドン検出器開発とその応用研究2015

    • 著者名/発表者名
      田阪茂樹
    • 学会等名
      「極低放射能技術」研究会
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 希ガス中でのラドン測定2015

    • 著者名/発表者名
      細川佳志
    • 学会等名
      「極低放射能技術」研究会
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 高純度ガス用のラドン濃度測定器の開発2014

    • 著者名/発表者名
      竹内康雄
    • 学会等名
      平成26年度東京大学宇宙線研究所共同利用研究成果発表会
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス
    • 年月日
      2014-12-12 – 2014-12-13
  • [学会発表] Low-radioactivity techniques for underground experiments2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi
    • 学会等名
      International Workshop on "Double Beta Decay and Underground Science" (DBD14)
    • 発表場所
      ハワイ、 USA
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-07
    • 招待講演
  • [学会発表] XMASS実験におけるラドン・バックグラウンドの研究2014

    • 著者名/発表者名
      大西洋輔
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      佐賀大学 本庄キャンパス
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Neutrino & non-accelerator group at Kobe2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi
    • 学会等名
      KUBEC International Workshop on Dark Matter Searches
    • 発表場所
      ブリュッセル、ベルギー
    • 年月日
      2014-08-27 – 2014-08-29
  • [学会発表] Development of a high sensitive radon detector in Kamioka2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi
    • 学会等名
      he XXVI International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2014)
    • 発表場所
      ボストン、 U.S.A
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-07
  • [備考] 極微量ラドンの測定技術の開発研究

    • URL

      http://ppwww.phys.sci.kobe-u.ac.jp/2013/laboratory/radon/index.html

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公開日: 2016-06-01  

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