科学研究費補助金による研究

共鳴レーザーイオン化によるラドン除去の研究

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Rn removal by resonant ionization

研究目的

キセノン(Xe)を用いた暗黒物質、二重ベータ崩壊探索等稀事象探索実験では、バックグラウンドを如何に低く抑えられるかがキーポイントになる。キセノン中に含まれる放射性希ガス不純物の中で、アルゴン(39Ar)及びクリプトン(85Kr)は蒸留により容易に除去できる。しかし、ラドン(222Rn)は検出器の構成物質からキセノン中へ定常的に放出されるため、蒸留法では追いつかない。活性炭等の吸着技術では原理的にラドン除去が可能であるが、ラドンはキセノンと原子の大きさが似ているため、長時間にわたり連続的にラドンを除去することは困難である。そこで、本研究ではレーザーを用いた共鳴イオン化技術に着目し、最終的なバックグラウンドとして残るラドンのみを選択的にイオン化して除去する斬新な手法を導入し、検出器感度の飛躍的向上を目指す。



「レーザー共鳴イオン化を用いたキセノンからのラドン除去」
挑戦的萌芽研究 課題番号24654060
研究代表者 関谷洋之

「極微量ラドンの選択的な除去を目的とした狭線幅ナノ秒パルス真空紫外レーザーの開発」
若手研究(A)課題番号25707020
研究代表者 岩田圭弘

研究成果発表

2015

  • 岩田圭弘 「レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物評価に関する研究」,
    平成27年度東京大学宇宙線研究所共同利用成果発表会 2015年12月19日 (東京大学柏キャンパス) [pdf]

  • Iwata 2016SepJPS
  • 岩田圭弘 「レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物測定2」,
    日本物理学会2015年秋季大会 (大阪市立大学) 2015年9月27日 [pdf]

  • "Ultrasensitive resonance ionization mass spectrometer for evaluating krypton contamination in xenon dark matter detectors",
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A797 (2015) 64?69 doi:10.1016/j.nima.2015.06.037

  • Y.Iwata, "Measurement of noble gas impurities in xenon dark matter detectors using resonance ionization mass spectrometry"
    7th International Conference on Laser Probing (LAP2015) June 7-10, 2015 National Superconducting Cyclotron Laboratory Michigan State University [pdf]

2014

  • 岩田圭弘 「レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物測定」,
    日本物理学会2014年秋季大会 (佐賀大学本庄キャンパス) 2014年9月18日 [pdf]

  • Hiroyuki Sekiya, "Development of a Rn removal system for future Xe-based neutrino detectors using resonant ionization"
    The XXVI International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2014) Boston, U.S.A. June 2 - 7, 2014 [pptx]

  • 岩田圭弘 「レーザー共鳴イオン化を用いたラドン除去手法の開発状況」,
    日本物理学会第69回年次大会 (東海大学湘南キャンパス) 2014年3月30日 [pdf]

2013

  • 岩田圭弘 「レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物の安定的な除去に関する研究」,
    平成25年度東京大学宇宙線研究所共同利用成果発表会 2013年12月20日 (東京大学柏キャンパス) [pdf]

  • 岩田圭弘 「キセノン中のラドン除去に向けたラドン共鳴イオン化の観測」,
    日本物理学会2013年秋季大会 2013年09月20日 (高知大学朝倉キャンパス) [pdf]

  • 岩田圭弘 「キセノン中のラドン除去に向けた真空紫外レーザーの開発」,
    日本物理学会第68回年次大会 2013年03月27日 (広島大学東広島キャンパス) [pdf]

2012

  • 岩田圭弘 「レーザー共鳴イオン化を用いたキセノン中ラドン除去の検討」,
    日本物理学会2012年秋季大会 2012年9月14日 (京都産業大学) [pdf]

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