【研究領域課題番号】20H01931 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

暗黒物質 / キセノン / ラドン / MPPC / 液体キセノン / SiPM / 石英 / 光検出器 / ハイブリッド光検出器 / 高抵抗薄膜 / TPC / 半導体光検出器 / 透明導電膜

【研究成果の概要】

本年度は、PMTとSiPM両方の特徴を併せ持つハイブリッド光検出器の高感度化と石英ガラスを用いた密閉型液体キセノン検出器の開発を行った。
ハイブリッド光検出器に関しては、これまでに浜松ホトニクス社と共同で世界初のプロトタイプ検出器の開発を行い、室温での性能評価を行った。その結果、期待通りダークカウントを低減できていることが判明した。また検出効率の測定を行なったところ、1.5 kV程度の高電圧では数%とごく僅かであることが判明した。これは低エネルギー電子がSiPMのアバランシェ領域に辿り着けていないためである。本研究では、これを改善するため低エネルギー電子を薄いプラスチックシンチレータに照射し、これにより生成された光子をSiPMで検出するというアイデアを提案した。現在、その試作機の開発を行っている。
密閉型液体キセノン検出器の開発に関しては、SPE SCREEN Quartz社の協力のもと、石英でできた真空容器の開発を行い、そのラドンシール特性の評価を窒素ガスを用いて行った。窒素ガスと1Lラドン検出器を用いた測定から、ラドンの侵入量を1/100に低減できることが判明し、現在キセノンガスを用いたシステムに応用し、ラドン排除性能の評価を行っている。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)

【研究分野】応用物理学一般

【研究領域課題番号】25790073 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ピクセル検出器 / SiPM / MPPC / digital SiPM / PET / ピクセル型検出器

【研究成果の概要】

数十μｍから数百μｍのサイズである細胞レベル可視化のための必要な技術である500μメートルおよび200μメートルのシンチレーター結晶アレイの製作を行った。本結晶アレイとディジタルシリコンフォトマル検出器を接合し位置分解が可能であることを確認した。また同結晶をTSV型の高密度実装が可能である3mm角のMPPC(Multi Pixel Photon Counter)と接合し電荷分割方式で読み出すことで位置分解およびエネルギースペクトル取得が可能であることを確認した。これにより原理的に200μオーダーの空間分解能が達成可能である。またディジタルSiPMを用いたプロトタイプPETシステムを構築した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理

【研究領域課題番号】25247034 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ミューオン / レプトンフレーバー / MEG / PSI / SiPM / MPPC / 超対称性理論 / 素粒子実験 / 液体キセノン / ミュー粒子崩壊

【研究成果の概要】

レプトンフレーバーを破るミュー粒子崩壊探索を目的としたMEG実験は全データを用いた世界最高感度の最終結果を2016年3月に発表した。この最終感度の一桁改善を目標にMEG II実験の研究開発を推進している。特にバックグラウンド事象の削減に決定的に重要となるガンマ線検出器の飛躍的な性能改善を、新しい光センサーによる高精細シンチレーション光読み出しにより実現することを目指している。

本研究において、液体キセノン中で使用可能な大型の新しい光センサーMPPCの開発を終了し、MEG II実験に使用可能なMPPCの大量生産を成功させた。今後液体キセノンを使用する他分野の実験への本センサーの適用可能性も示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】43,160千円 (直接経費: 33,200千円、間接経費: 9,960千円)