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液体シンチレータを用いた太陽ニュートリノと2重ベータ崩壊実験のための基礎開発

使用液体闪烁体进行太阳中微子和双β衰变实验的基础发展

基本信息

批准号：
22540303
负责人：
福田善之
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Miyagi University of Education
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

低エネルギー太陽ニュートリノ及びニュートリノを放出しない2重ベータ崩壊事象の観測実験を目指して、咋年度にベンゾニトリルに2w.t.%の溶解度を持つ、インジウム・キノリノール錯体(InQ 3)及びジルコニウム・キノリノール錯体(ZrQ 4)による液体シンチレータの開発を行った。蛍光発光機能を有するこれらの錯体は、InQ 3は発光波長559nm、吸収波長394nm、及びZrQ 4は発光波長548nm、吸収波長383nmにピークを有するスペクトルを得ていたが、光電子増倍管の量子効率が最も高い400nmに比べると長波長であった。従って、光量がそれぞれ標準シンチレータBC505の9.9%および7.3%であり、量子収率は15.6%(光学的には5.0%)及び11.5%(1.1%)に留まった。そこで、発光波長の短波長化と量子収率の改善のために、トリアジン置換基を導入した新規のインジウム・キノリノール錯体(InQ'3)を合成した。合成した錯体は、トリス[5-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-8-キノリノラト]インジウム(C43H33InN1209 MW=964.62)であり、昨年度合成したトリス[8-キノリノラト]インジウム(C27H18InN303 MW=547.28)に比べて、ベンゾニトリルに対する溶解度は、ほぼ同様であることを確認した。蛍光発光スペクトルを測定した結果、発光波長は503nm、吸収波長は380nmにピークを有しており、期待通りに短波長の発光スペクトルを得ることができた。ガンマ線による放射線計測を行った結果、InQ3と比べてInQ'3の光量は2.7倍に増加していた。発光波長の短波長化により光電子増倍管の量子効率が0.093から0.188に2.0倍程度に改善していた。また、量子収率は26%が得られ、およそ10%がPOPOPの残光の影響であると考えると、実効的には3倍の改善が得られた。これから、置換基を導入したキノリノール配位子による液体シンチレータの性能改善を立証することができた。

Low temperature and high temperature, low temperature and high temperature. The solubility of the solution is determined, and the development of the solution is carried out in the following ways: InQ3 and ZrQ4. The emission wavelength of InQ3 is 559nm, the absorption wavelength is 394nm, and the emission wavelength of ZrQ4 is 548nm, the absorption wavelength is 383nm. 9.9% of the standard BC505 and 7.3% of the standard BC505 are light, and the quantum yield is 15.6%(optical 5.0%) and 11.5%(1.1%). The new method for improving the quantum efficiency of short wavelength light transmission is to introduce a new type of light transmission group (InQ'3). [5- 5](4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-8-キノリノラト]インジウム(C43H33InN 1209MW =964.62) The solubility of (C27H18InN 303MW =547.28) was determined by comparing the solubility of (C43H33InN 1209MW =964.62) with that of (C27H18InN 303MW =547.28). The results show that the emission wavelength is 503nm and the absorption wavelength is 380nm. As a result of radiation measurement, the amount of light in InQ3 increased by 2.7 times compared with InQ'3. The quantum efficiency of the photomultiplier tube is improved by a factor of 0.093 to 0.188 due to the shortening of the wavelength of light. The quantum yield of POPOP is 26%, 10% and 3 times higher than that of POPOP. The introduction of substitution groups into the liquid crystal structure was demonstrated.