液体キセノンを用いた暗黒物質探索

使用液氙搜索暗物质

• 批准号: 07J08152
• 负责人: 上島 考太
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J08152/
• 关键词: 暗黒物質探索; 液体キセノン

本年度前半は昨年に引き続き低バックグラウンドPMTの開発を行ってきた。-100℃液体キセノン中でPMTが正常に動作することを確認したが、PMTに使われている部材が液体キセノンに溶け出し、液体キセノンのシンチレーション光が減少するという問題がおこった。PMTの回路に使われている半田が液体キセノンに溶け出していることを突き止め、洗浄方法等を確立し、642本のPMTを使用してもキセノンの発光量に与える影響は10%以下であることを示した。他にも本番の検出器に使われる部材すべてを液体キセノン中で試験を行い、発光量に与える影響が10%以下であることを示した。またキセノンには極わずかにクリプトンが含まれており、85Krは長寿命の放射性同位体で、ベータ崩壊し暗黒物質のバックグラウンドとなる。そのためキセノンからクリプトンを除去してやる必要があり、昨年度から蒸留塔の開発を行ってきた。開発した蒸留塔が5kg/hourの処理速度で5桁以上クリプトン除去能力があることを確認した。本年度後半からはキセノンの波形測定を行った。暗黒物質探索において、主なバックグラウンドとなるのはU,Thなどの放射性不純物が崩壊した時にだす、ガンマ線やベータ線である。ガンマ線やベータ線はキセノンの電子と反応し、電子反跳のイベントとして観測される。それに対して暗黒物質とキセノンとの反応は原子核反跳のイベントとして観測される。この反応の違いはキセノンのシンチレーション光の波形に現れる。波形の違いを利用してどの程度バックグラウンドを落とせるか研究を行った。暗黒物質と同じ原子核反跳のイベントを中性子線源Cf252を液体キセノンに照射した。電子反跳のイベントはガンマ線源Cs137を液体キセノンに照射し、シンチレーション波形の弁別を行った。キセノンの発光の時定数は45nsecと非常に早く波形弁別が困難とされていたが、10keV以下の低いエネルギーでも波形弁別が行えることを示した。

In the first half of this year, last year, we introduced the opening of the first half of this year in PMT. The normal action of PMT in the liquid temperature of-100C is to confirm the temperature of the liquid, the PMT makes the parts of the liquid to be dissolved in the liquid, the liquid is in good condition, and the liquid is in good condition. The PMT circuit makes sure that the liquid in the half field is broken, the washing method and so on. The PMT uses the light quantity and shadow under 10%. He uses this device to make sure that the material, the liquid, the line, the amount of light and the amount of light are less than 10%. In the presence of high-performance chemicals, such as hydrogen peroxide, 85Kr, long-life radioisotope, and thermal disintegration, dark materials are sensitive to the concentration of trace elements. It is necessary to make sure that the necessary information is removed, and the steam retention tower was opened last year. Open the steam retention tower with a 5kg/hour operating speed of more than 5 trusses and confirm the removal capacity of the steam retention tower. In the second half of this year, the waveform test will be completed. The dark object is used to explore the environment, and the main device is to detect the radioactivity of the radioactive substance. The radioactive substance is sensitive to the time of disintegration, and the device is sensitive. Please pay attention to the counter-attack and rebound of the computer. In the dark, there is a rebound in the nucleus, the nuclear rebound, the nuclear rebound. In this way, the light waveform is not visible. The waveform is used to study the behavior of the wave. The dark matter is the same as the nuclear rebound, the neutral source, Cf252, liquid, radiation. The electronic rebound device is sensitive to the source Cs137, the liquid is irradiated, and the waveforms are recorded separately. The timing of the 45nsec is very important for the early waveforms, and the waveforms below the 10keV are displayed in the following lines.

项目成果

キセノン中のクリプトン除去装置の開発

氙气脱氪设备的研制

• 发表时间: 2009
• 作者: 末吉健志;北川文彦;大塚浩二;他;上島考太
• 通讯作者: 上島考太