| 研究課題/領域番号 |
25220704
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(S)
|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
白井 淳平 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 准教授 (90171032)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-05-31 – 2018-03-31
|
| キーワード | ニュートリノ / カムランド禅 / ２重ベータ崩壊 / 液体シンチレータ / キセノン |
|---|
| 研究概要 |
本年度は計画の初年度であり、実験データを解析し、０νββ事象に影響する背景事象を調べつつ（１）新型ミニバルーンの設計、製作工程の洗い出しを行い、次年度の製作への準備を完了させ、（２）外水槽光検出器システムの補強のための目標性能のスタディーと外水槽の水漏れ対策の検討を行うことであった。実験は前年度から継続中のキセノン含有液体シンチレータの純化が終了し、０νββ探索が再開し、その結果信号領域の背景事象が一桁減少し高品質のデータが得られた。そしてこれまで支配的であった放射化銀（110mAg）の背景事象が大きく減少し、ミニバルーン由来の背景事象がさらに明らかとなり新型ミニバルーンの製作上の新たな知見として活かし得ることが判明した。たとえばミニバルーンの表面に付着した埃に含まれる放射性不純物が重要で、製作環境の徹底的な埃対策、特に静電気対策が極めて重要であることがわかった。また膜の溶着線部分で背景事象が多いことも明らかとなり、溶着作業の改善が必要であることもわかった。一方で放射化銀が福島原発事故由来なのかキセノンの宇宙線による被爆なのか特定はできていない。これらを追求しミニバルーンの製作に活かすためにも高品質データの採取を継続することが最も重要であることが明らかとなった。
外水槽光検出器については、耐水性能の優れた光電子増倍管（PMT）を選定し、シミュレーションによるPMT数と配置を検討した。特に宇宙線由来の背景事象の除去や高信頼度の反ニュートリノ検出など物理からの要請を満たすよう最適化を行った。一方外水槽の水漏れ防止のための対策は見い出すに至っていない。さいわい漏水量は長期にわたり安定しており、予想外の増大がなければ純水供給装置の増強でしのげるが検討を続ける必要がある。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型ミニバルーンの製作については、高品質データの解析から当初の製作工程をさらに検討することが重要となった。このため今年度予定していた製作工程の最終決定は延期することに決定した。外水槽検出器の役割を再検討し、新たな工夫を行う可能性も含めてシミュレーションによる検討をさらに加速する必要がある。いずれも次年度に遂行可能な項目であり、本計画の遂行上支障はない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
キセノン液体シンチレータの純化により背景事象数が大幅に減少し、高品質データの採取とこれに基づく背景事象の研究が可能となった。これを受けデータ採取をさらに継続することが最優先である。次年度はデータの解析をもとに新型ミニバルーンの設計製作に必要な検討を続けこれを収束させる。そして製作工程の決定と製作の準備を完了させる。外水槽については新規導入するPMTシステムについて、チェレンコフ光の収集効率を上げるための工夫を検討するとともに最終仕様を決定する。水漏れ対策についても引き続き検討する。
|
