2017 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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| Project/Area Number |
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) |
伏見 賢一 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (90274191)
関谷 洋之 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (90402768)
竹田 敦 東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (40401286)
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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、2016年度に製造したNaI(Tl)結晶について不純物評価を進めた。カリウムについては、125 ppbである事が判明し、2015年度に比べて約1/20に低減された。今年度は、イオン交換樹脂の選定がこの低減に効果的であるかどうかについて確認を進めた。鉛-210については、2300 μBq/kgという高濃度の汚染が見つかったため、今年度、結晶の純化工程を見直し、新たにNaI粉末の純化を行った。大型化に関して、直径150 mm、高さ200 mmに成長させた結晶から、直径・高さ127.0 mmの大型結晶を削り出しにより製作した。
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、今年度も試料の分析を進めた。分析した試料は、計画研究A02関連のCaF2結晶・CaF2溶融品、福井大学での研究に関連するGAGG結晶などである。表面α線分析装置は、計画研究B02で開発した低放射能基板のμ―ＰＩＣと、通常品のμ―ＰＩＣとの比較を行い有意な差を確認した。ラドン分析装置については、ハイパーカミオカンデ計画に関連するシート素材の水中ラドン透過率分析を行った。
3.に関して、インターフェースの改良と放射能データベースの試験運用を引き続き行った。蓄積したデータは、2018年3月までに378件となった。
4.に関して、第4回「極低放射能技術」研究会を2018年3月に山形県天童市に於いて開催し、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64名であり、このシリーズ最多の参加者となった。
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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、カリウム不純物に関しては約1/20の低減がなされた。鉛-210不純物については想定外の不純物混入が認められたが、原因は判明し対応も行った。大型NaI(Tl)結晶の製作も行ったが、結晶中に含まれる放射能濃度が高かったため、低バックグラウンド測定には至っていない。
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。各分析装置の試験運用例も増えてきており、各実験グループに関連した分析にも取り組んみはじめている。特に、水中でのシート状素材のラドン透過性能の分析装置に関しては、おそらく類似の装置の存在しない本研究独自の分析装置であり、ハイパーカミオカンデ計画に関連したシート状素材の水中でのラドン透過性能に関する測定を行った。
3.についての実施計画は、データベース機能の改善と放射能測定データの蓄積であったが、この計画の通りに遂行できた。機能改善としては、今年度は検索機能の強化に取り組んだ。
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。今年度の参加人数は本研究会シリーズで最多となり、活発な議論がなされた。
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| Strategy for Future Research Activity |
坑内での各種放射能分析装置の構築及び、データベースでの公開に向けて、各種要素技術のさらなる開発と試験分析の例を増やすことに取り組む。NaI(Tl)結晶の更なる高純度化に向けては、2017年度に製作したNaI(Tl)結晶については、製作環境の不備により環境中ラドンが混入したことが原因であることが判明している。2018年度には、ラドン対策を入念に行い、最終的に5 μBq/kgレベルの不純物量のNaI(Tl)結晶の製作を行い、高純度NaI(Tl)検出器による宇宙暗黒物質探索実験の準備を整えることを目標とする。
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に関しては、2017年度末までに得られた各種の特性試験データについて、2018年度に論文公表する事に取り組む。シート状素材のラドン透過率分析に関しては、装置の感度を高める改善に取り組むと共にＸＭＡＳＳ実験、ハイパーカミオカンデ実験等に関連したシート状素材のラドン透過率の分析をすすめる。
放射能データベースに関しては、2018年度にはインターフェースの改善に引き続き取り組むと共に、一部、一般公開へ切り替える作業にも取り組む。領域内で低放射能技術に焦点をあてた研究会を2018年度末頃に主催し、本新学術領域で得られた、最先端の低放射能技術の総括と共有を行う。
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[Journal Article] Search for cosmic dark matter by means of ultra high purity NaI(Tl) scintillator2017
Author(s)
K.Fushimi, D.Chernyak, H.Ejiri, R.Hazama, S.Hirata, H.Ikeda, K.Inoue, K.Imagawa, G.Kanzaki, A.Kozlov, R.Orito, T.Shima, Y.Takemoto, Y.Teraoka, S.Umehara, S.Yoshida
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Journal Title
Proceedings of 31st Workshop on Radiation Detector and Their Uses
Volume: -
Pages: 42～50
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Search For Neutrino-less Double Beta Decay Of 48Ca- Candles -2017
Author(s)
S. Umehara, T. Kishimoto, M. Nomachi, S. Ajimura, T. Iida, Y. Takemoto, K. Matsuoka, V.T.T. Trang, S. Yoshida, W. Wang, W.M. Chan, T. Maeda, T. Ohata, K. Tetsuno, T. Uehara, X. Lee, B. Temuge, K. Akutagawa, K. Kanagawa, S. Katagiri, M. Tsuzuki, N. Yotsunaga, Y. Tamagawa, I. Ogawa, K. Fushimi, R. Hazama, 他14名
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Journal Title
PoS INPC2016
Volume: 246
Pages: ー
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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