2016 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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26104008
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
竹内 康雄 神戸大学, 理学研究科, 教授 (60272522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹田 敦 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (40401286)
伏見 賢一 徳島大学, 大学院理工学研究部, 教授 (90274191)
関谷 洋之 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90402768)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 低放射能 / ラドン / NaI / 純水 / バックグラウンド / 地下実験 / 素粒子実験 / 暗黒物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度も、1.極微量放射性不純物の測定・除去、2.超高感度放射性物質スクリーニングシステム構築、3.情報発信システムの構築、4.研究会での情報の共有、に取り組んだ。
1.に関して、タリウム添加ヨウ化ナトリウム（NaI(Tl)）検出器結晶の放射性不純物濃度を低減させるように処理した中型NaI(Tl)結晶を用いて、低バックグラウンド測定を神岡地下実験室で実施した。電子換算エネルギーで1.5keVの低エネルギー閾値を達成し、その領域において世界の競合他実験グループと同等レベルの約4事象/day/keV/kgの計数率を得た。残留カリウム濃度は、昨年度に較べて1/20に低減させることに成功したが、残留210Pbの濃度は劣化していた。追加配分により、これまでに開発した高純度化の技術を活用した直径・高さ5インチの大型NaI(Tl)検出器を製造するための結晶を製造した。
2.に関して、今年度も地下実験室Aで3種類の分析装置の開発と構築を進めた。シンチレータ結晶の内部不純物分析装置については、システムの構築はほぼ完了し、現在、CaF2(pure)溶融品試料の放射能測定を行っている。表面α線分析装置は、ノイズ源の特定と低減を行い、さらに測定試料の容易な交換に対応した真空容器の設置を行った。ラドン分析装置については、純キセノンから残留ラドンを効率良く分離する技術の開発及び、ラドンの膜試料透過率分析装置の開発に取り組んだ。
3.に関して、今年度から本新学術研究用の放射能データベースの試験運用を始めた。領域内の各実験グループから提供された分析データの入力を開始した。
4.に関して、第3回「極低放射能技術」研究会を2017年2月に岐阜県飛騨市流葉山荘に於いて開催し、現行の各実験グループおよび実験系の各公募研究に関連する低放射能技術に関する問題や研究の進捗などに関して議論した。今回の参加者は47名であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、1.極微量放射性不純物の測定・除去、2.超高感度放射性物質スクリーニングシステム構築、3.情報発信システムの構築、4.研究会での情報の共有、に取り組む計画であった。この目標に対して、各種の要素技術の開発や装置の準備など、おおむね順調に進展していると判断する。
1.について、今年度の計画通り、年度までに高純度の素材を見出せなかった素材の放射性不純物を低減させた。残留210Pbに関しては低減を確認できなかったが、濃度が高くなってしまった原因について検討した結果、Pbイオンの濃度が極めて低い(10-18モル比)ために過量のイオン除去樹脂を必要とする可能性があることが判明した。追加配分により、製造工程を改善し、さらなる高純度化の技術を施した大型NaI(Tl)結晶を製造した。
2.について、今年度の計画通り、地下実験サイトにおいて、ラドン分析装置の開発、表面アルファ分析装置の開発、シンチレータ結晶の内部不純物分析装置の開発に取り組んだ。昨年度に判明した想定外のノイズの問題は解決し、分析装置の試験運用と新たな分析装置の開発を並行して進めている。
3.についての目標は、「学術研究員を雇用し、本新学術領域関係者から提供される放射能測定データを集積し、神岡での放射能データベースの運用を開始する」ということであったがこの目標の通りに遂行できた。さらに、昨年度までに構築した試験サーバーにおいて、さらなる改善を施した。
4.については、計画通り、「極低放射能技術」研究会を主催した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、坑内での各種放射能分析装置の構築、データベースでの公開に向けて、各種要素技術の開発に取り組む。NaI(Tl)結晶の更なる高純度化に向けては、連携研究者の硲隆太准教授が整備した高感度ICP-MS装置を利用できるようになったため、本装置を活用しつつ開発に取り組む。検出器を製造する前にあらかじめ純度を測定することが可能となり、今後はより低コストで高純度の放射線検出器を開発することが可能となる。
ラドン分析装置については、キセノン中ラドン分離技術の開発、膜透過率測定装置の開発に加えて、80Lラドン検出器の低バックグラウンド化や、水中ラドン分析技術の改善にも取り組む。また、領域内の各実験グループに関連する分析作業も行う。さらに、領域内で低放射能技術に焦点をあてた研究会を今後も定期的に主催し、最先端の低放射能技術の共有や、新たな連携を行う可能性を探る試みを継続する。
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[Journal Article] Dark matter search project PICO-LON2016
Author(s)
Ken-Ichi Fushimi, Hiroyasu Ejiri, Ryuta Hazama, Haruo Ikeda, Kyoshiro Imagawa, Kunio Inoue, Gakuji Kanzaki, Alexandre Kozlov, Reiko Orito, Tatsushi Shima, Yasuhiro Takemoto, Yuri Teraoka, Saori Umehara, Kensuke Yasuda, Sei Yoshida
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Journal Title
Journal of Physics: Conference Series
Volume: 718
Pages: 042022
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] High purity NaI(Tl) scintillator to search for dark matter2016
Author(s)
Ken-Ichi Fushimi, Hiroyasu Ejiri, Ryuta Hazama, Haruo Ikeda, Kunio Inoue, Kyoshiro Imagawa, Gakuji Kanzaki, Alexandre Kozlov, Reiko Orito, Tatsushi Shima, Yasuhiro Takemoto, Yuri Teraoka, Saori Umehara, Sei Yoshida
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Journal Title
JPS Conference Proceedings: Proceedings of ISRD2016
Volume: 11
Pages: 020003
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] SK-Gdの報告2017
Author(s)
関谷洋之
Organizer
第三回「極低放射能技術」研究会
Place of Presentation
流葉山荘(岐阜県、飛騨市)
Year and Date
2017-02-19 – 2017-02-21
Invited
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[Presentation] はじめに、趣旨説明2017
Author(s)
竹田 敦
Organizer
第三回「極低放射能技術」研究会
Place of Presentation
流葉山荘(岐阜県、飛騨市)
Year and Date
2017-02-19 – 2017-02-21
Invited
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[Presentation] 表面α分析装置2017
Author(s)
橋本 隆
Organizer
第三回「極低放射能技術」研究会
Place of Presentation
流葉山荘(岐阜県、飛騨市)
Year and Date
2017-02-19 – 2017-02-21
Invited
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[Presentation] PICO-LON dark matter search2016
Author(s)
K. Fushimi
Organizer
International Workshop on “Double beta decay and underground science, DBD16”
Place of Presentation
大阪大学(大阪府、吹田市)
Year and Date
2016-11-08 – 2016-11-10
Int'l Joint Research / Invited
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