方向識別可能な液体シンチレーターの開発研究

可识别方向的液体闪烁体的研发

• 批准号: 18740124
• 负责人: 池田 晴雄
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740124/
• 关键词: 電子型反ニュートリノ; 液体シンチレーター; リチウム; 反電子型ニュートリノ; 中性子吸収

電子型反ニュートリノの方向識別を液体シンチレーターで行うために本年度はリチウムを含有した液体シンチレーターの作成を行った。リチウム化合物は水溶性の物質がほとんどで、液体シンチレーターの主成分であるベンゼン環をもつような油分には溶解せず極性をもつアルコールなどにのみ少量溶解することを確認した。このリチウム含有アルコールは光の透過性については問題がなかったので、次に発光物質ジフェニルオキサゾールを溶解させ、シンチレーターとしての発光量を測定したがまったく光らないという結果が得られた。そこでリチウム化合物が水溶性であることを用い、水溶液を界面活性剤を用いて油分と混合させるという手法にとりくんだ。今回は非イオン性の界面活性剤を入手し、また水によく溶解する臭化リチウムを用いて液体シンチレーターを作成し、リチウムを目標量溶かすことが可能であると確認した。つぎに放射線源のセシウムを用いて液体シンチレーターの発光量を測定したところ目標であるカムランド実験用液体シンチレーターの発光量に対して60%ほどの光量があるという結果を得た。これは第一段階の結果としては満足できるものである。次に光の透過率を測定したが、界面活性剤の影響で大規模実験に用いるには不十分であるという結果を得、これが今後の課題である。本研究に用いた物質はすべて安価で市販されているものだけ用いて行い、それらを用いるだけでリチウム含有液体シンチレーターを作成することが可能であることが立証できた。

今年，我们制造了一种含有锂的液体闪烁体，以便利用液体闪烁体来识别电子反中微子的方向。经证实，大多数锂化合物都是水溶性的，它们不溶于液体闪烁体的主要成分，如带有苯环的油类，而仅少量溶于极性醇。由于这种含锂的醇在透光率上没有问题，所以我们接下来溶解了发光物质二苯基恶唑，并测量了作为闪烁体的发光量，但结果是它根本不发光。因此，利用锂化合物是水溶性的这一事实，他们决定采用使用表面活性剂将水溶液与油混合的方法。这次，他们获得了非离子表面活性剂，并使用溴化锂制作了液体闪烁体，该液体闪烁体在水中溶解良好，并确认可以溶解目标量的锂。接下来，我们测量了以铯为辐射源的液体闪烁体发出的光量，发现发出的光量约为 KamLAND 实验液体闪烁体发出的光量的 60%，这是目标。这是第一阶段令人满意的结果。接下来我们测量了透光率，但结果是由于表面活性剂的影响，不足以用于大规模实验，这将是一个未来的问题。这项研究中使用的所有材料都很便宜并且可以商业购买，并且证明仅使用它们就可以制造含锂液体闪烁体。