Search for Supernova Relic Neutrino using neutron tagging

使用中子标记搜索超新星遗迹中微子

• 批准号: 17K14290
• 负责人: 伊藤 慎太郎
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17K14290/
• 关键词: ニュートリノ; 超新星爆発; 放射性測定; 宇宙物理

現在の宇宙はビッグバンによって生まれ、その際水素やヘリウムなどの軽い元素のみ生成された。その後、大質量星への進化を経て、超新星爆発によって様々な元素が合成されたと考えられているが、詳細はまだわかっていない。この宇宙初期から起きてきた超新星爆発により生成されたニュートリノ(超新星背景ニュートリノ)は現在も宇宙を漂っており、超新星背景ニュートリノのエネルギースペクトラムは超新星爆発の頻度、つまり星の質量や地球からの距離等に依存する。よって、これを捉えることができれば、星や銀河の形成、宇宙の質量分布等の宇宙誕生から現在までの恒星の進化の歴史の理解が劇的に進む。世界初の超新星背景ニュートリノの観測を目指すべく、Super-Kamiokande(SK)に硫酸ガドリニウムを導入して中性子同時計測を付加させることで、バックグラウンドを減らして検出効率を上げることを目指したSK-Gdプロジェクトが現在準備中である。ところで、SKでは超新星背景ニュートリノ以外に、様々なニュートリノの観測も行っている。中でも、太陽から地球に来るニュートリノ(太陽ニュートリノ)を観測するために、SKでは超純水を使用している。よって、SK-Gdにおいても太陽ニュートリノの観測を続けるために、硫酸ガドリニウム中に含まれているウランやトリウムといった放射性不純物を除去する必要がある。本研究課題では、硫酸ガドリニウムに含まれる放射性不純物を高精度で測定する方法を研究し、SKに導入する超高純度硫酸ガドリニウムを決定して、SK-Gdを開始することを目指している。2017年度は、目標としていた放射性不純物の高精度での測定方法の開発に成功した。この成果はすでに学術論文で公表している。今後は、この方法により決定した硫酸ガドリニウムを試験用タンクに導入して、本番前の試験を行う予定である。

The present universe is being created in the universe, and all the elements of water and light are being created. The evolution of massive stars, supernova explosions, and the synthesis of elements are discussed in detail. The frequency of supernova explosions, the mass of stars, and the distance from the Earth depend on the evolution of the universe, the background of supernovae, and so on. The formation of stars and galaxies, the mass distribution of the universe, etc., have greatly advanced the understanding of the evolution of stars. Super-Kamiokande(SK) is the first supernova background in the world to be detected. It is recommended to introduce the supernova background into the system and to measure the sub-simultaneous measurement simultaneously. It is recommended to reduce the detection efficiency by increasing the supernova background. It is recommended to prepare the SK-Gd background. In addition to the supernova background, SK is also used for viewing and measuring. In the middle of the day, the sun comes from the earth, and the sun comes from the earth. It is necessary to remove radioactive impurities contained in sulfuric acid from the system. This research topic is to study the method of measuring radioactive impurities contained in sulfuric acid with high accuracy, determine the method of introducing ultra-high purity sulfuric acid, and provide guidance for the initiation of SK-Gd. In 2017, the development of a high-precision method for the determination of radioactive impurities was successful. The results are published in academic papers. In the future, this method will be determined by the test method.

项目成果

Determination of trace levels of uranium and thorium in high purity gadolinium sulfate using the ICP-MS with solid-phase chromatographic extraction resin

采用固相色谱萃取树脂 ICP-MS 测定高纯硫酸钆中的痕量铀和钍

• DOI: 10.1093/ptep/ptx145
• 发表时间: 2017
• 期刊: Progress of Theoretircal and Experimental Physics
• 作者: S. Ito;Y. Takaku;M. Ikeda;Y. Kishimoto
• 通讯作者: Y. Kishimoto

SK-Gd プロジェクト : 放射性不純物の測定

SK-Gd项目：放射性杂质的测量

• 发表时间: 2017
• 作者: Ieki K.;Iwamoto T.;Kaneko D.;Kobayashi S.;Matsuzawa N.;Mori T.;Ogawa S.;Onda R.;Ootani W.;Sawada R.;Sato K.;Yamada R.;S. Ito
• 通讯作者: S. Ito

Determination of trace level thorium and uranium in high purity gadolinium sulfate using ICP-MS with solid-phase chromatographic extraction resins

使用 ICP-MS 和固相色谱萃取树脂测定高纯硫酸钆中的痕量钍和铀

• DOI: 10.1063/1.5018990
• 发表时间: 2018
• 期刊: AIP Conference Proceedings
• 作者: S. Ito;Y. Takaku;M. Ikeda;Y. Kishimoto
• 通讯作者: Y. Kishimoto

Measuring radioactive contamination using ICP-MS

使用 ICP-MS 测量放射性污染

• 发表时间: 2017
• 作者: M. Nakahata;S. Ito
• 通讯作者: S. Ito

Status of RI background reduction for SK-Gd

SK-Gd 的 RI 背景降低状态

• 发表时间: 2017
• 期刊: Proceedings of Science
• 作者: S. Ito;Y. Takaku;M. Ikeda;Y. Kishimoto;S. Ito
• 通讯作者: S. Ito