【研究領域課題番号】20H01931 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

暗黒物質 / キセノン / ラドン / MPPC / 液体キセノン / SiPM / 石英 / 光検出器 / ハイブリッド光検出器 / 高抵抗薄膜 / TPC / 半導体光検出器 / 透明導電膜

【研究成果の概要】

本年度は、PMTとSiPM両方の特徴を併せ持つハイブリッド光検出器の高感度化と石英ガラスを用いた密閉型液体キセノン検出器の開発を行った。
ハイブリッド光検出器に関しては、これまでに浜松ホトニクス社と共同で世界初のプロトタイプ検出器の開発を行い、室温での性能評価を行った。その結果、期待通りダークカウントを低減できていることが判明した。また検出効率の測定を行なったところ、1.5 kV程度の高電圧では数%とごく僅かであることが判明した。これは低エネルギー電子がSiPMのアバランシェ領域に辿り着けていないためである。本研究では、これを改善するため低エネルギー電子を薄いプラスチックシンチレータに照射し、これにより生成された光子をSiPMで検出するというアイデアを提案した。現在、その試作機の開発を行っている。
密閉型液体キセノン検出器の開発に関しては、SPE SCREEN Quartz社の協力のもと、石英でできた真空容器の開発を行い、そのラドンシール特性の評価を窒素ガスを用いて行った。窒素ガスと1Lラドン検出器を用いた測定から、ラドンの侵入量を1/100に低減できることが判明し、現在キセノンガスを用いたシステムに応用し、ラドン排除性能の評価を行っている。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

【研究領域課題番号】26247034 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ニュートリノ / 反応断面積 / 粒子検出器 / ニュートリノ振動 / 粒子測定器 / MPPC / 素粒子実験 / 素粒子物理 / 素粒子 / 光検出器

【研究成果の概要】

T2K長基線ニュートリノ振動実験におけるニュートリノ-原子核反応断面積の不定性による系統誤差を削減するために，ニュートリノ反応を測定する新しい検出器を設計・建設した。水標的とシンチレーター標的での反応をそれぞれ測定し，比を取ることで系統誤差を削減する手法を確立し，原子核の違いによる反応断面積の差を10%以下の精度で測定した。

【研究の社会的意義】

ニュートリノ振動の測定精度を向上させるために，格子状に組み合わせ薄型のプラスチックシンチレーターを水中につけ，水とニュートリノの反応を測定する新型のニュートリノ測定装置を開発した。WAGASCI検出器と名付けられたこの装置をJ-PARC加速器施設のニュートリノビームラインに設置してニュートリノ反応を測定し，水標的とシンチレーター標的での原子核の違いによる反応断面積の差を10%以下の精度で測定した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2019-03-31

【配分額】40,170千円 (直接経費: 30,900千円、間接経費: 9,270千円)