次世代宇宙素粒子実験実現のための有機物中RI測定の超高感度化

用于下一代宇宙粒子实验的有机物中超高灵敏度的 RI 测量

• 批准号: 21H01105
• 负责人: 市村 晃一
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01105/
• 关键词: 極低放射能; 放射線計測; 微量元素分析; 濃縮法; ICP-MS

本年度は2021年度に確立したマイクロ波灰化装置とICP-MSを組み合わせた有機物中放射性不純物量測定に関して、試料を作成するためのビーカーなどの洗浄方法の改善を行い、環境起源のバックグラウンドの影響は1pptのレベルの測定を行う上では問題にならないことを確認した。また、ウラントリウムを吸着するUTEVA樹脂を用いた高感度化のための実験を行い、樹脂の洗浄方法を確立した。発光性フィルムの測定についてあらかじめ既知の不純物量が含まれた測定試料を作成し、灰化から測定までの間で不純物量が散逸していないことも確認した。一方メーカーによっては溶液化の際に溶け残りがあることが判明し、フィルム製造時の添加物に由来することが判明した。添加物を含まない原材料の測定ではウラントリウム量はKamLAND2-Zen実験で要求されるレベルの不純物量であることも確認した。昨年度に有意な不純物量が確認された波長変換剤について波長変換剤を有機溶剤に溶かした溶液と超純水などの液-液抽出による純化を試み、再現性と最適な純化方法の確立については来年度以降に研究が必要ではあるがウラントリウム量が低減することを確認した。また純化前後での発光量、発光スペクトル、ガスクロマトグラフィー測定の結果性能に変化が無いことを確認した。ゲルマニウム検出器を用いた不純物量評価についても波長変換剤、発光性フィルムの原材料について行い、両者とも測定試料由来の有意なガンマ線は検出されなかった。

本财年，关于使用2021财年建立的微波灰化设备和ICP-MS组合测量有机物中的放射性杂质，我们将改进用于制备样品的烧杯和其他材料的清洁方法，并改进清洁烧杯和用于制备样品的其他材料的方法已确认测量 1 ppt 的水平时没有问题。我们还利用吸附铀的UTEVA树脂进行了提高灵敏度的实验，并建立了树脂清洁方法。为了测量发光膜，预先制备含有已知量的杂质的测量样品，并确认在灰化和测量之间杂质的量没有消失。另一方面，已经发现一些制造商在固溶过程中留下未溶解的残留物，并已确定这是由于薄膜生产过程中使用的添加剂所致。对不含添加剂的原材料的测量也证实了铀的含量处于 KamLAND2-Zen 实验所需的杂质水平。去年，我们尝试使用溶解在有机溶剂中的波长转换剂和超纯水的溶液，通过液-液萃取来纯化已确认含有大量杂质的波长转换剂，并建立了重现性和最佳纯化方法。虽然需要从明年开始进行研究，但已证实铀三碱的量将会减少。另外，根据发光量、发射光谱、气相色谱的测定结果，确认精制前后的性能没有变化。使用锗检测器对波长转换剂和发光膜的原材料进行杂质含量的评价，结果均未检测到来自测定样品的显着的伽玛射线。

项目成果

次世代宇宙素粒子物理学実験、KamLAND2-Zen実験のための、有機物中の極微量放射性元素の高感度測定の開発・研究

下一代空间粒子物理实验有机物中超痕量放射性元素高灵敏度测量开发与研究，KamLAND2-Zen实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Kenji Ishikawa;Takashi Kondo;Hiromasa Tanaka;Masaru Hori;Shinya Toyokuni;Masaaki Mizuno;倉澤真帆
• 通讯作者: 倉澤真帆

D01班: 神岡Geスクリーニング

D01组：神冈葛放映

• 发表时间: 2022
• 作者: 金丸善朗;森浩二;Takuhiro Fujiie;北彩友海;Shinhyung Kim;市村晃一
• 通讯作者: 市村晃一

Research and development of high-sensitive measurement of trace amount of radioactive elements in organic materials for KamLAND2-Zen

KamLAND2-Zen高灵敏测量有机材料中痕量放射性元素的研发

• 发表时间: 2022
• 作者: Sakurai Hiroshi;Takahashi Manabu;Suzuki Kosuke;Tamura Takuro;Homma Satoshi;Tsuji Naruki;Sakurai Yoshiharu;森浩二他;S. Kita;市川裕大;Maho Kurasawa
• 通讯作者: Maho Kurasawa

Development a method to measure radioactivity in organic materials at the trace level for the next generation experiment

开发一种在痕量水平上测量有机材料放射性的方法，用于下一代实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Sasaki;Hirokazu; Takiwaki;Tomoya;早川修平;Aya Sakaguchi
• 通讯作者: Aya Sakaguchi

KamLAND2-Zen実験のための，四重極質量分析器による有機物中の極微量放射性元素の高感度測定の開発・研究

KamLAND2-Zen 实验中使用四极杆质谱仪高灵敏度测量有机物中痕量放射性元素的开发和研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 金丸善朗;森浩二;倉澤真帆
• 通讯作者: 倉澤真帆