複合型シンチレーション機構によるカムランド検出器での二重ベータ崩壊の基礎研究

基于复杂闪烁机制的KamLAND探测器双β衰变基础研究

• 批准号: 21654030
• 负责人: 吉田 斉
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21654030/
• 关键词: 素粒子実験; ニュートリノ; マヨラナ質量; 二重ベータ崩壊; CaF_2検出器; シンチレーション; 波長変換; 複合型シンチレーション機構

本研究計画は、大規模ニュートリノ検出器カムランドに不活性フッ化カルシウムシンチレーション検出器(以下、CaF_2検出器)を沈めた複合型システムにおいて、ニュートリノ欠損二重ベータ崩壊観測の可能性を検討するため、予測される検出器性能(エネルギーおよび位置分解能、バックグラウンド、安全・耐久性)の評価を行い、この斬新な検出器機構の有効性を検証するとともに、カムランド検出器の将来計画においてニュートリノ質量の絶対値測定に展望を開くことを目的としている。本年度は、試作機により評価された複合型検出機構の基本性能をカムランド検出器実機での評価に適用するため、モンテカルロシミュレーションの開発が進め、実験結果とシミュレーション計算結果の比較、および開発したシミュレーション法を利用したカムランド検出器実機での性能評価に必要な入力パラメータを、試作機によって収集した基礎データからの導出することに取り組んだ。結果として、現在のKamLAND検出器に提案したシステムを導入して観測を行い、ニュートリノ質量の絶対値測定の有意義な感度に到達するためには、シンチレーション光の収集効率を60～80%向上させれば良いことが判明した。

本研究项目旨在研究在大型中微子探测器 KamLAND 中浸没非活性氟化钙闪烁探测器（以下简称 CaF_2 探测器）的复杂系统中观测缺中微子双 β 衰变的可能性。我们评估了探测器的性能（能量和位置分辨率、背景、安全性和耐用性），以验证这种新颖探测器机制的有效性，并期待在 KamLAND 探测器的未来计划中测量中微子质量的绝对值。目的是打开。今年，为了将用原型机评估的复合探测机构的基本性能应用于实际KamLAND探测器的评估，我们将着手蒙特卡罗模拟的开发，将实验结果和模拟计算结果进行比较，并比较我们致力于使用原型收集的基本数据，使用实际的 KamLAND 探测器导出性能评估所需的输入参数。因此，为了在当前的 KamLAND 探测器中使用所提出的系统进行观测并达到绝对中微子质量测量的有意义的灵敏度，闪烁光收集效率必须提高 60-80%，结果证明这是一件好事。 。

项目成果

Ultra-violet wavelength shift for undoped CaF_2 scintillation detector by two phase of liquid scintillator system in CANDLES system

CANDLES系统中两相液体闪烁体系统对未掺杂CaF_2闪烁探测器的紫外波长偏移

• 发表时间: 2009
• 作者: S.Yoshida; et al.
• 通讯作者: et al.

Light output response of KamLAND liquid scintillator for protons and ^C nuclei

KamLAND 液体闪烁体对质子和 ^<12>C 核的光输出响应

• 发表时间: 2010
• 作者: S.Yoshida; et al.
• 通讯作者: et al.

Progress toward 7Be solar neutrino detection with KamLAND

KamLAND 7Be 太阳中微子探测取得进展

• 发表时间: 2009
• 作者: 吉田斉

Study of the Production of Radioactive Isotopes through Cosmic Muon Spallation in KamLAND

卡姆兰德宇宙 μ 子散裂生产放射性同位素的研究

• 发表时间: 2010
• 作者: S.Abe; et.al.
• 通讯作者: et.al.

KamLAND Liquid Scintillator and Gas Purification

KamLAND 液体闪烁体和气体纯化

• 发表时间: 2010
• 作者: S.Yoshida