大型液体シンチレーター実験装置における放射線バックグラウンド事象の研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740148
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 古賀 真之 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (90343029)
• Keywords: カムランド / 原子炉ニユートリノ / ニュートリノ振動

Research Abstract

昨年度に大型液体シンチレーター検出器であるカムランド実験装置本体でのバックグラウンド事象の研究を行い、当初に遅延同時計数を用いた原子炉反電子ニユートリノの検出における主なバッググラウンドとなると予想された^<238>Uの存在量は(3.5+-0.5)×10^<-18>g/g、^<232>Thの場合は(5.2+-0.8)×10^<-17>g/gと無視できる量であることが求められた。本年度は、次の目標である^7Be太陽ニュートリノの検出では単事象でのバックグラウンドも考慮しなげればならないことから、その起源となるおそれのある気中および液体シンチレーター中に存在するRnの量を測定するための検出器の研究を行った。
開発する検出器は静電捕集型であり、その容器は検出器内で発生するRnの量を低減させるために内面に高グレードの電解研磨処理を施してある。検出部はパッシベーション処理を施したPINフォトダイオード、腐食とノイズ低減を目的としたセラミック製フィードスルー、アンプモジュールからなっている。静電捕集法では陽イオン化しているRnの娘核種(^<218>Po,^<214>Bi)をフォトダイオード周辺に収集し崩壊によって生じるα線を計測することから、予め最適な電場が作れる様にシミュレーシヨンにより容器の形状と接地のとり方、及び電圧値の関係を求めた。
現在は、検出器の製作と放射線源を用いての装置の較正が完了しており、試験的に空気中のラドン濃度の計測を行っているとこるである。今後はどの程度の低濃度までRn検出が可能であるかを評価した上で、検出器の改良に取り組んでいく予定である。具体的には、検出器内で発生するRnの更なる低減化、冷却捕獲によるRn濃縮方法の確立、有機液体への応用を進める。

Research Products

• [Publications] K.Eguchi, et al.: "A High Sensitivity Search for Anti Electron Neutrino's from The Sun and Other Sources at KamLAND"Physical Review Letters. 92. 071301 (2004)
• [Publications] Y.Fukuda, et al.: "The Super-Kamiokande Detector"Nuclear Instrument and Method. A501. 418 (2003)