Search for Majorana neutrino mass with the world's best sensitivity

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キセノンを使った二重ベータ崩壊探索の高感度化のため、宇宙線ミューオン核破砕由来の不安定核に対する測定精度の改善、改良液体シンチレータの性能測定、シンチレーション撮像装置の開発を行った。ミューオン事象直後の中性子捕獲によって生成される137Xeが新たに測定され、長寿命核とともにシミュレーションによる予測と良く一致していることが確かめられた。また、長寿命核と強く相関する多重中性子に注目し、中性子に対する新しい位置再構成の手法を導入して位置分解能を高めた。キセノン含有液体シンチレータのバルーン容器に対する不純物に対応するため、波長変換材（Bis-MSB）を含む改良液体シンチレータの開発を進めている。作製したリニアアルキルベンゼン（LAB）ベースの液体シンチレータはクリーンルームにおいて液液抽出による純化を行い、プロトタイプ検出器への導入と14本の20インチ高量子効率PMTによる観測を開始した。改良液体シンチレータの発光性能評価、放射性不純物量の測定、さらに長期安定性の確認のための観測を継続している。撮像装置は画角（有効体積）ができるだけ広くとれるように、光学系の最適化を行った。長寿命核の放射性崩壊と粒子追跡、さらに光学系設計ツールを組み合わせた計算を行い、目標とする性能を達成できる光学系を得た。バックグラウンドの除去を効率的に行うためには光センサーにおいて1 mm程度の位置分解能が必要であることが明らかになった。