2016 Fiscal Year Annual Research Report
高圧液体キセノンを用いた0ν2β探索の基礎研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research |
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| Project/Area Number |
15H01026
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
上島 考太 東北大学, ニュートリノ科学研究センター, 助教 (80605379)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 二重ベータ崩壊 / 液体キセノン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高圧液体キセノンを用いたニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊探索の基礎研究を行なった。エネルギー付加による不感領域をなくすため、高圧液体キセノンを入れる容器をプラスチックシンチレーターで作成し、KamLAND-Zen実験で問題となっている214Biを低減する。また液体キセノンを用いることで宇宙線ミューオンにより生じる10Cのバックグラウンドを大幅に低減できる。また液体キセノンは密度が大きく、１トンのキセノンで僅か1mほどでコンパクトな探索領域を実現できる。
本年度は複数の高圧液体キセノンを導入する高圧プラスチックシンチレータ容器を開発した。また高圧液体キセノンを導入する導入方法を改善し、キセノンが臨界点に達し、プラスチックシンチレータ容器にダメージを与えないように改良した。
本研究の結果1.8MPaの高圧液体キセノンのシンチレーション光を可視光に変換し、光センサーで検出する事に成功した。またプラスチックシンチレーターの発光波形と高圧液体キセノンのシンチレーション光を可視光に変換した波形を用いて波形弁別が非常によくできる事を示し、波形弁別により0ν2βのバックグラウンドを除去できることを実証した。
今後圧力をさらに上げた状態でのシンチレーション光の測定を行う。また収集光量を増やすために、波長変換効率の良いTPB波長変換剤を溶かし混んだ耐高圧プラスチックシンチレータ容器を開発したが、制作過程で容器表面に不純物が付着し、波長変換したキセノンのシンチレーション光を検出することは出来なかった。今後制作過程を見直し容器表面に不純物が付着しないよう改善し、収集光量を増やし、将来の二重ベータ崩壊探索に非常に有効な検出器となることを実証していく。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(2 results)
