科学研究費助成事業　　研究成果報告書

様　式　Ｃ－１９、Ｆ－１９、Ｚ－１９ （共通）

機関番号：

研究種目：

課題番号：

研究課題名（和文）

研究代表者

研究課題名（英文）

交付決定額（研究期間全体）：（直接経費）

１１３０１

基盤研究(C)（一般）

2015～2013

超短基線反ニュートリノ欠損解明の為の基礎研究

A Study for the 4th Neutrino Search with KamLAND

１０４００２１９研究者番号：

中村　健悟（NAKAMURA, KENGO）

東北大学・ニュートリノ科学研究センター・講師

研究期間：

２５４００２９２

平成 年 月 日現在２８ ６ １０

円 3,700,000

研究成果の概要（和文）：　過去に行われた原子炉反電子ニュートリノ実験データの見直しにより、第４世代のニュートリノの存在が示唆されるようになってきた。本研究は、既にニュートリノ研究で実績のあるカムランドを用いて第４世代のニュートリノ探索を行う為の基礎研究の位置付けで、反電子ニュートリノ線源をカムランドの近傍に設置して行う実験の技術的な設計を行い、実際にカムランドで第４世代ニュートリノの探索が可能であることを示した。

研究成果の概要（英文）：Re-analysis of past reactor neutrino experiments is suggesting the existence of the 4th neutrinos. KamLAND experiment that has achieved important measurements of the neutrino oscillation parameters has a potential to explore the 4th neutrinos.Technical design of implementing an anti-neutrino generator into the KamLAND has been developed in this study. It has been shown that it is feasible to perform an experiment to explore the 4th neutrinos with KamLAND.

研究分野： 素粒子実験

キーワード： 4th ニュートリノ

３版

The Reactor Antineutrino Anomaly

14

Reactor – Detector Distance (m)

Ratio of O

bserved To Predicted R

eactor-ν’s

Reactor Antineutrino

Anomaly (2011-) ν-oscillation ?

Atmospheric Neutrino Anomaly (1986-1998)

ν-oscillation Terra Incognita to be explored

3 ν 4 ν

Solar Neutrino Anomaly

(1968-2001) ν-oscillation

no oscillation

  Observed/predicted averaged event ratio: R=0.927±0.023 (3.0 σ)

Th. Lasserre （反）ニュートリノ線源からの距離　(m)

観測

地と

予想

値の

⽐

過去の原⼦炉ニュートリノ実験。予想値に対して平均 0.927± 0.023

４番⺫のニュートリノを仮定したニュートリノ振動による予想値

ニュートリノ振動が無い場合を１する

本研究で⺫指す基線の領域

f f

no s

r t gf

gf p n r

s p g y

x fy rv

sq f

o s y n g xno

m nf

t nr org

m f

s f

so t g

ufx f

ot g f rs 15 r 100

y sf ynx

s r t gx r p n n sn rf n n n

or r n s nfx f

f sin22θ4 0.1f Δm24 1 eV2 no

x s t gxf

t sfs 10 m g

r 10

fx s t mg

r xr

sng x f no

mn fx

t nr or

x g 6.5

f v 1800

m g h180 m

r

y fy5 f

7 (@1 MeV) x s t g 144Ce-144Pr

( 400 ) g

f vn ng 1

o fs n f2 r 3 PBq n sm gx n f

s 2.2 MeV 1013 Bq

fnfx 1012

1 sm g5 ( y 40 )

s fx o t

ng ff

og f

144Ce-144Pr

m f f

g

: g g

v n144Ce-144Pr

fg

n 144Ce-144Pr

m sf tys yn fo sm

f ng nf n

m g nfxx 144Ce-144Prty

g r fp v sm r mf o w

r u n g x fn f

f144Ce-144Prg

(2) s m p

f g (1) s m p f

r uosf

gxβ s

fx ox xt nsf144Ce-144Pr

v gx u 144Ce-144Pr

g (3) nu r

f g 144Ce-144Pr

p f nn

f g

n g (4) og

144Ce-144Pr400 u ng

fn n f

r s r mg f(1) (2)

nf n quxs m g

s 144Ce-144Pr

fg x sn s r g x

nfpo x g

wf

f144Ce-144Prp r 120 N/mm2

f 205 N/mm2 m x rf144Ce-144Pr

x s ms g

g N/mm2

( 144Ce-144Prn

m f rg

rp f (- (

2P 7 ) (1R LI ( 1R LI 1R LI 1R LI

m sm g MC TGGx f

1R LI ( 1R LI 1R LI- 1R LI m x s r fx

t x s r g

) 144Ce-144Prf

v fg n

fr s

m x g

53

9.7 組合せ荷重 107-2 の結果

図 9.7.1：組合せ荷重 107-2 解析結果 変位図（ｍｍ）

図 9.7.2：組合せ荷重 107-2 解析結果 板応力図（N/ｍｍ２）

X

Y

Z

24.76

23.21

21.67

20.12

18.57

17.02

15.48

13.93

12.38

10.83

9.285

7.738

6.19

4.643

3.095

1.548

0.Output Set: 107=102+19+20+21+22Deformed(24.76): Total TranslationContour: Total Translation

X

Y

Z

120.2

112.7

105.2

97.7

90.18

82.67

75.15

67.64

60.12

52.61

45.09

37.58

30.06

22.55

15.03

7.515

0.Output Set: 107=102+19+20+21+22Deformed(24.76): Total TranslationContour: Plate Top VonMises Stress

カムランド外部水槽開口部

クレーン設置

r144Ce-144Pr

fsin22θ4 0.1f Δm24

1 eV2 nos m x s r g

f

k l ν 7 :CLCN SC 0 4C P A 4C P GU CM

2G80:3/ GCS HPS U G )U MKI U G USK PTUCUG XKU C ( 1R ))2G )) S C UK GIG GSCUPS K 7CN80:3 G SK UCS K G/ ( .. ( 3G GNDGS UU / CSYK PSI H ( -. H

k l i7CN80:3

,(

i7CN80:3/ q)

a i2G80:3qv

. ) ( ,

b y i2G80:3

. ) ( ,

c i2G80:3 7CN80:32G

. ) ( ,

d y i7CN80:3v

( ( .

k l

k le

e

k l

:0709 0 7G IP

ν ν

(

5696B 6UCS

ν

)

y 90 30 CZ SK

(