| 研究課題/領域番号 |
26287048
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
角野 秀一 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (70376698)
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| 研究分担者 |
岩瀬 広 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 助教 (00469876)
住吉 孝行 首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (30154628)
石原 信弘 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 名誉教授 (50044780)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 二重ベータ崩壊実験装置開発 / ドリフトチェンバー開発 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ニュートリノレス二重ベータ崩壊の探索を目指す次世代の実験装置のプロトタイプの実験装置(DCBA-T3)を製作し、二重ベータ崩壊（ニュートリノを放出する通常の二重ベータ崩壊）を観測することにより、実験原理の実証を行うものである。
本研究における実験装置(DCBA-T3)の開発において、主な開発要素は、ドリフトチェンバーの開発、ドリフトチェンバーからの信号の読み出しシステムの開発、ドリフトチェンバーに供給するガスシステムの開発の３つが挙げられる。
ドリフトチェンバーの開発においては、その基本的動作を理解するための、同軸チェンバー(チューブチェンバー)を用いた動作原理の確認を行った。DCBA-T3実験で用いる He + CO2 ガス中におけるチェンバーの動作電圧、ガス増幅率、およびドリフト速度の基礎データを収集し、基本的な動作原理を確認した。
信号の読み出しシステム開発においては、Belle II 実験の中央飛跡検出器の読み出しシステムを流用したシステムを、上記チューブチェンバーと組み合わせて試験した。その結果、ファームウェアの修正によりDCBA-T3実験装置の読み出しとして使用可能であるとの結論を得て、読み出しボードの一部を製作した。
ガスシステムの開発においては、ドリフトチェンバーを収めるためのアクリル製ガスコンテナーの製作を行ったが、製作後にアクリルに多数の亀裂が発生したため、アルミを用いて再製作を進めている。また、ガスを安定に供給するための、マスフローコントローラを用いたガス供給システムの開発を進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
本年度においては、DCBA-T3実験装置を稼働させることを目標としていたが、予期していなかったガスコンテナー製作の不具合により、ガスコンテナーの製作を設計からやり直す必要性が生じた。ガスコンテナーはドリフトチェンバーの正常な動作に悪影響を及ぼす酸素の混入を防ぐために非常に重要であり、ドリフトチェンバー本体の開発が進まなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在改良したガスコンテナーを製作中であり、平成28年度の早い段階で完成する。完成後、DCBA-T3用チェンバーをガスコンテナーに収めてDCBA-T3用ドリフトチェンバーの動作試験を行い、ドリフトチェンバーおよび平成27年度に一部製作した読み出しシステムが正常に動作することを確認する。その後、読み出しシステムを追加製作し、２枚のチェンバーと一枚のソースプレートを用いた動作試験を行う。その後、超伝導電磁石中にドリフトチェンバーをインストールし、平成28年度中にDCBA-T3実験を開始する。平成29年度においては、DCBA-T3実験データの解析を行うとともに、ドリフトチェンバーおよびソースプレートの枚数を増やし、複数枚のソースプレートを用いた動作の実証を行う。得られたデータを用いて、150Nd および 100Mo における二重ベータ崩壊の半減期の測定を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
DCBA-T3用ガスコンテナの開発の遅れに伴い、信号読み出し装置をDCBA-T3ドリフトチェンバーと組み合わせて試験することができず、予定した数の信号読み出し装置の製作を行わなかったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
平成27年度に製作した信号読み出し装置とDCBA-T3ドリフトチェンバーを組み合わせて試験し、問題がない場合は昨年度製作を予定していた分の信号読み出し装置を追加製作する。
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