Development of the next generation dark matter detector with Xe-based mixture gases

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大型キセノンTPCによる暗黒物質探索実験で未踏領域のうち、暗黒物質の質量10GeV以上の「重い領域」では約3桁、10GeV以下の「軽い領域」で約6桁の感度向上が必要である。そのためのブレークスルーとなりうる「重い領域」と「軽い領域」両方を同一の検出器で探索可能とする新たな手法の開発を目的としている。引き続きキセノンやアルゴンとヘリウムやネオンといった重い希ガスと軽い希ガスを混合した暗黒物質検出器実現のためのガス容器とフィードスルーの開発を行った。特に希ガスだけの場合に放電が問題になるが、一番放電しやすい箇所がフィードスルーである。今年度は一般的なSHVのフィードスルーにガラスのチューブとカプトンシートで絶縁を強化したフィードスルーを試験した。導体の銅の棒の周りにガラスチューブを通し、さらにそれとGNDの間にカプトンシートを導入した。当初これまで同様に5kV程度の印加で放電が見られたが、ガラスチューブやカプトンを含む材料をアルコールと超純水で超音波洗浄することで放電が抑制され8kV以上の印加が可能となった。表面の汚染を元にした表面放電が主な原因であると思われるので、今後フィードスルーだけでなく、すべての構成要素の洗浄を行うことにする。また、読み出しのための光電子増倍管については、Xenon-nT実験で用いられている本体にXMASS実験で開発した高電圧分割回路を組み合わせ現状可能な限りの低放射線不純物のアセンブリを実現した。