宇宙暗黒物質検出器高感度化のための極低放射能技術の開発
【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。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
山下 雅樹 | 東京大学 | カブリ数物連携宇宙研究機構 | 特任准教授 | (Kakenデータベース) |
伊藤 好孝 | 名古屋大学 | 宇宙地球環境研究所 | 教授 | (Kakenデータベース) |
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【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)