J-PARCステライルニュートリノ探索用検出器開発研究

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26400286
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 古田 久敬 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 研究支援者 (50467023)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 液体シンチレータ / 波形弁別 / Birks係数 / 透過率

研究実績の概要

本研究の目的は、J-PARC MLFで現在計画中のステライルニュートリノ探索実験で、本検出器設置候補地点における背景事象測定（特にビーム起源及び宇宙線起源高速中性子事象の測定）を実施し、測定結果を基にMCスタディを行い、本実験用検出器デザインを確定させることである。
特に２８年度は、検出器外の宇宙線起源中性子用シールドデザインを決めるスタディを行うことであった。しかし、MLFでの現場の制約（耐荷重及び設置スペース限界）により、最外層に中性子用シールドを設置することが難しいことから、検出器最外層である宇宙線Veto層を高速中性子タグ用の層としても使用することで対処することにした。
最外層とその内側のガンマキャッチャ層は、検出器の構造上同じGdの入っていない液体シンチレータを使用する必要があり、候補になっているシンチレータの基礎能力測定が重要である。そのため、60Coを用いた光量測定、分光計を用いた透過率測定を行った。また東北大CYRICで70MeV中性子を用いたビームテストを行い、Birks係数の測定、PSD能力の測定も行った。これらの結果は、学会及び、J-PARC PAC用status reportにもまとめられた。

研究成果

• [雑誌論文] Status Report (22th J-PARC PAC): Searching for a Sterile Neutrino at J-PARC MLF (E56, JSNS2) (2016)
  • 著者名/発表者名: S.Hasegawa, T.Maruyama, T.Kawasaki, S.Iwata, T.Shima, Y.Sugaya, H.Furuta, Y.Hino, F.Suekane, I.Stancu, M.Yeh, E.Iwai, J.Jordan, J.Spitz
  • 雑誌名: arxiv[physics.ins-det] 巻: 1610 ページ: 08186
  • 国際共著
• [学会発表] J-PARC MLFにおけるステライルニュートリノ探索実験(JSNS2; J-PARC E56) 2 (2017)
  • 著者名/発表者名: 日野陽太
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府豊中市）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-19
• [学会発表] 波形弁別能力を実装したGd入り液体シンチレータの CYRIC 70MeV中性子ビームを用いた性能評価測定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古田久敬
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-22
• [備考] J-PARC MLF中性子源を用いたステライルニュートリノ探索
  • URL: http://research.kek.jp/group/mlfnu/index.html