液体シンチレータ中の放射性重炭素除去のための開発研究

液体闪烁体中放射性重碳去除的进展研究

• 批准号: 18654039
• 负责人: 白井 淳平
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18654039/
• 关键词: 素粒子実験; ニュートリノ; 太陽物理学; 液体シンチレータ

液体シンチレータ中の^<14>C測定:カムランドの実験データを使いエネルギースペクトルを解析した結果、カムランド液体シンチレーター中の^<14>Cの量が^<14>C/^<12>C比で10^<-18>のレベルであることがわかった。また発光剤に含まれる^<14>Cについて東大原子力研究総合センターの加速器質量分析計(AMS)を使って調べたところ、^<14>C/^<12>C比が10^<-16>であったが、液体シンチレータ中の発光剤は重量比で500分の1なので、^<14>Cの大部分は液体成分からくることが判明した。^<14>Cは環境中に10^<-12>レベルの^<14>C/^<12>C比で広く存在し、AMSによる^<14>C/^<12>Cの感度は測定過程での環境からの汚染で決まると考えられている。液体成分の^<14>C/^<12>Cの測定には少なくとも10^<-18>の超高感度が必要なため、測定環境の清浄度の大幅な改善が今後の課題であることがわかった。蒸留試験:^<14>Cの除去においても周囲からの^<14>Cの侵入をいかに防ぐかが鍵である。現有の蒸留試験装置ではこれを満たす気密性を得るのは困難なため、カムランド実験室で建設中の蒸留純化装置を使い、純化前後の発光剤中の^<14>Cを調べることを計画した。しかしながら建設終了後の装置の調整と定常運転に多くの時間がかかり、合わせて蒸留後のサンプル取り出しに必要な環境整備ができなかった。その他の考察:現在行われているウラン濃縮法は巨大な装置と電力が必要であり、そのまま^<14>C分離に適用するのは現実的でない。同位体元素での原子核の質量の違いによる軌道電子のエネルギー準位_の違いを利用できれば、電磁波を用いてイオン化分離できる可能性がある。炭素では準位の違いは10^<-5>程度と考えられる。しかし実際は^<14>Cは多原子分子中に埋もれているため、多数の構成電子によるエネルギー準位は単原子に比べはるかに複雑であり、この見極めが今後の課題と考えられる。

液体闪烁体中的 ^<14> C测量：使用Camland的实验数据分析了能量光谱，发现Camland液体闪烁体中的 ^<14> C的量在 ^<14> C/ ^<12> c比率的10 ^<-18>水平上。 Furthermore, when we investigated the ^<14>C contained in the luminescent agent using an accelerator mass spectrometer (AMS) from the University of Tokyo Nuclear Research Center, it was found that the ^<14>C/^<12>C ratio was 10^<-16>, but since the luminescent agent in the liquid scintillator is one-fifth by weight, it was found that the majority of ^<14>C comes from liquid components. ^<14> c在环境中以10^<-12>^<14> c/^<12> c比的水平广泛存在，并且认为在测量过程中，通过从环境中从环境中的污染来确定^<14> c/^<12> c的敏感性。由于测量液体成分^<14> c/^<12> C所需的超高灵敏度至少需要10^<-18>，因此已经发现，未来的挑战是显着改善测量环境的清洁度。蒸馏测试：即使去除 ^<14> c，关键是如何防止从周围区域侵入 ^<14> c。由于很难通过当前的蒸馏测试设备获得气密性来满足此功能，因此我们计划使用Camland实验室中当前正在构建的蒸馏纯化设备在纯化前后的发光剂中检查 ^<14> C。但是，在施工完成后，调整设备并运行稳态花费了很多时间，并且在蒸馏后取出样品所需的环境也不可能。其他考虑因素：目前采用的铀富集方法需要巨大的设备和功率，并且直接应用于 ^<14> c分离不切实际。如果可以利用由于同位素元素中核质量的质量差异引起的轨道电子能量水平的差异，则可以使用电磁波来实现电离和分离。对于碳，水平的差异被认为约为10^<-5>。但是，实际上， ^<14> C被埋葬在多原子分子中，因此许多组成电子的能级比单原子学的能量要复杂得多，并且这种确定被认为是未来的挑战。

项目成果

Search for Invisible Decay of Neutrinos with KamLAND(カムランドでの中性子の消滅崩壞の探索)

使用 KamLAND 寻找中微子的隐形衰变

• 发表时间: 2006
• 期刊: フィシカルレビューレタース 96
• 作者: 納谷信;井関裕靖;近藤剛史;納谷信;納谷 信;日井淳平(共著)
• 通讯作者: 日井淳平(共著)