Radon

極微量ラドンの測定技術の開発研究†

ラドン(222Rn)は半減期3.8日の放射性貴ガスです。通常の屋外の空気中にも1から10ベクレル／立方メートル(Bq/m3)程度の濃度で存在します。坑内や地下では特に濃度が高くなる場合があり、例えば神岡の坑内では1000Bq/m3程度の濃度になることがあります。 222Rnの子孫核種には最大エネルギー3.27MeVのベータ崩壊をする214Bi等が存在し、これらが実験装置の内部に混入するとMeV領域でのバックグラウンド事象になります。地下は宇宙線バックグラウンドを大幅に減らせるのですが、ラドン濃度が高くなる場合があるため、ラドンによるバックグラウンドを抑えるためにラドンに対する防護やラドンの削減とモニターは必須です。このような技術は全ての低エネルギー精密物理実験の共通の重要なトピックです。近年、ラドンに関して世界中の主要な地下精密物理実験グループ間で、活発な情報交換や技術交流が行われています。

我々のグループは、純水中および空気中の222RnをmBq/m3程度までリアルタイムに測定できる検出器を開発しました。このラドン濃度測定器を使いスーパーカミオカンデのバックグラウンド源の研究を行ってきました。またこの検出器とそれを元に開発した検出器は他の国内外の研究機関の精密物理実験グループで使用されています。

本学では、これまでに、宇宙暗黒物質の探索実験にも使われている貴ガス（アルゴン、キセノン）中の残留ラドン測定に関して開発を行いました。また、粒状活性炭や活性炭素繊維(ACF)を用いた、吸着によるラドン濃度の低減に関する研究も行ってきました。今後は、銀ゼオライトを用いたラドンの除去について研究を進めていくつもりです。

80L高感度ラドン濃度測定器

研究発表・論文†

• "Evaluation of the radon adsorption efficiency of activated carbon fiber using tetrafluoromethane" Y Kotsar, Y Nakano, Y Takeuchi, K Miuchi Progress of Theoretical and Experimental Physics 2022(2) 2022

• "Study of radon adsorption properties using activated carbon fibers" Yasuo Takeuchi, The XXX International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2022), 2022年5月30日

• "Development of high-sensitivity radon detector in water for neutrino physics" Atsushi Takeda, Yuuki Nakano, Kohei Okamoto, Yasuo Takeuchi Journal of Physics: Conference Series 2156(1) 012243-012243 (2021)

• "Evaluation of radon adsorption efficiency values in xenon with activated carbon fibers" Y Nakano, K Ichimura, H Ito, T Okada, H Sekiya, Y Takeuchi, S Tasaka, M Yamashita Progress of Theoretical and Experimental Physics 2020(11) (2020)

• "Radon assay and radioactivity database in Kamioka" Yasuo Takeuchi, Shigeki Tasaka, Yuuki Nakano Journal of Physics: Conference Series 888(1) (2017)

• "Measurement of radon concentration in super-Kamiokande's buffer gas" Y. Nakano, H. Sekiya, S. Tasaka, Y. Takeuchi, R. A. Wendell, M. Matsubara, M. Nakahata NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT 867 108-114 (2017)

• "Radon assay and radioactivity database in Kamioka" Yasuo Takeuchi, The XXVII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2016), (4-9 July 2016)

• "Development of a high-sensitivity 80 L radon detector for purified gases" K. Hosokawa, A. Murata, Y. Nakano, Y. Onishi, H. Sekiya, Y. Takeuchi, S. Tasaka Progress of Theoretical and Experimental Physics 2015(3) (2015)

• "Development of a high sensitive radon detector in Kamioka" Yasuo Takeuchi, The XXVI International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2014) 2014年6月

• "Development of a high sensitivity radon detector for purified gases" K. Hosokawa, A. Murata, Y. Nakano, Y. Onishi, H. Sekiya, Y. Takeuchi, S. Tasaka CYGNUS 2013: 4TH WORKSHOP ON DIRECTIONAL DETECTION OF DARK MATTER 469 (2013)

• “気体アルゴン中ラドンの吸着脱離実験と極低レベルラドン濃度測定方法の開発”, RADIOISOTOPES,59 (2010) 29-36,池田一得、外間智規、田阪茂樹、竹内康雄

• "Development of Super-high Sensitivity Radon Detector for the Super-Kamiokande Detector" Nucl. Instr. and Meth. A497 (2003) 414-428 C.Mitsuda, T.Kajita, K.Miyano, S.Moriyama, M.Nakahata, Y.Takeuchi, and S.Tasaka

• "Radon reduction and monitoring in Super-Kamiokande" Radon background in rare-event experiments workshop, Sudbury, June 14, 2000

• "Radon background in the Super-Kamiokande" Poster presentation at NEUTRINO'98, Takayama, June, 1998

• "Measurement of radon concentrations at Super-Kamiokande" Phys. Lett. B452 (1999) 418-424 The Super-Kamiokande Collaboration, Y.Takeuchi et al.

• "Development of high sensitivity radon detectors" Nucl. Instr. and Meth. A421 (1999) 334-341 Y.Takeuchi, K.Okumura, T.Kajita, S.Tasaka, H.Hori, M.Nemoto and H.Okazawa

• "スーパーカミオカンデでのラドン測定" 日本物理学会1998年秋の分科会(秋田大学)、1998年10月

• "Super-Kamiokandeでの太陽ニュートリノ観測とラドン測定" 極低放射能バックグラウンド環境下における科学とその展望ワークショップ (大阪大学核物理研究センター)、1998年3月

• "Development and calibration of a high sensitive radon detector in air" Poster presentation at The 7th Tohwa University International Symposium, October 1997 M.Nemoto, S.Tasaka, H.Hori, K.Okumura, T.Kajita, Y.Takeuchi, and H.Okazawa

• "RADON REDUCTION AND MEASUREMENT AT SUPER-KAMIOKANDE" Radon workshop in SNO, Sudbury, August 1996

竹内康雄 (YasuoTakeuchi)

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