反ニュートリノの方向測定に向けたリチウム含有液体シンチレータの開発

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<研究目的>低エネルギー反ニュートリノの到来方向を測定出来る検出器の開発を目指す。<研究実績>液体シンチレータによる反ニュートリノ検出は低エネルギーに感度を持つ反面、到来方向の情報を失ってしまう。本研究では^6Liを液体シンチレータに溶かし込むことで中性子捕獲点の決定精度を大幅に向上させることを考えた。更にその反応を位置分解能1cm以上での測定を実現するため、光学レンズと位置検出素子を組み合わせたイメージング検出器を開発する。^6Li含有液体シンチレータについては前年度までにほぼ開発を終えることができ、200Lサイズの小型検出器に十分な4.5kgの濃縮^6Li化合物も入手済みである。本年度は開発した液体シンチレータを用いてイメージング検出器の基礎実験を行った。入射窓表面での光のロスが少なく、信号の増幅率も大きい、本研究の使用目的に合った新たなイメージインテンシファイアを購入し基礎実験を行った。開発した^6Li含有液体シンチレータを用い、^<60>Coのγ線を当てて発光位置を再構成したところ目標の位置分解能1.0cmを達成したことを確認出来た。また、本年度は博士論文の研究テーマであった反ニュートリノ信号の研究の為、KamLANDで取得されたデータの解析を行った。原子炉・地球・宇宙起源の各反ニュートリノに対して新たな知見を示し、最終的に3編の論文にまとめて発表した。特に地球反ニュートリノについては地球の放射性物質起源の熱が地熱の約半分程度であるという結果を得る事ができ、ニュートリノを用いた検証という全く新しい方法を確立した。更なる高精度での地球モデルに対する制限を実現する上でも、本研究の方向に感度を持つ検出器の開発は不可欠である。