2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high performance CaF2 crystals for double beta decay measurement
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16H03981
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
梅原 さおり 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (10379282)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 二重ベータ崩壊 / 低放射能 / 高純度 / フッ化カルシウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、濃縮48Caの化学形態である塩化カルシウムから、フッ化カルシウムを製造する技術を開発する。また、二重ベータ崩壊測定にフッ化カルシウム結晶を用いる際の性能を評価することを目的とする。二重ベータ崩壊測定のためには、フッ化カルシウム結晶は透過率が高く、かつ含有放射性不純物が少ない必要がある。これは、放射性不純物が、二重ベータ崩壊測定のバックグラウンド起因となるのを避けるためである。ほか、蛍光熱量検出器として用いることができる必要がある。そのために、１、放射性不純物であるウラン・トリウムの低減、２、塩化カルシウムからフッ化カルシウムを製造する技術開発、３、フッ化カルシウム蛍光熱量検出器の信号読み出し開発、を行う必要がある。
１、低放射能化：異なるフッ化カルシウム原料から製造したフッ化カルシウム結晶の不純物測定を行った。原料の放射性不純物はGe検出器を用いて、また、フッ化カルシウム結晶内部の放射性不純物は、214Bi→214Po→、および、220Rn→216Po→の連続崩壊を測定することで行った。結果として、選定されたフッ化カルシウム原料から、実際に二重ベータ崩壊測定用の高純度フッ化カルシウム結晶を製造できた。
２、塩化カルシウムからフッ化カルシウムを製造する技術の開発：フッ化水素酸を用いて、塩化カルシウムからフッ化カルシウムへの合成を行った。この合成フッ化カルシウムを蛍光X線分析によって組成評価した。結果、塩素が0.2%弱混入していること以外は、フッ化カルシウム以外の元素が含まれず、予定通り合成ができていることを確認した。
３、蛍光熱量検出器の信号読み出し開発：蛍光を吸収しない熱信号読み出しを実現するために、フッ化カルシウムへの熱センサー用銀等金属蒸着を行った。また、Euをドープしないフッ化カルシウムを用いた蛍光熱量検出器のデータを解析し、エネルギー分解能1.9%を達成した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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