Test of CaMoO4 crystal for double beta decay experiment 양성철 Kyung pook National University 2005.2.18 Muju DMRC Workshop
Content 실험의 목적 내용 실험 방법 측정 결과 결론 및 계획
1.실험의 목적 Crystal의 성질을 판단 -light out, background, resolution, Mo-100의 존재여부, 알파 ·감마의 용이한 측정 <CaMoO4 섬광 결정및 이중베타 기대 시그널> ☞최근의 연구 성과 n 진동현상 중성미자의 질량차 발견 중성미자 섞임 증거 발견 기대 백그라운드 기대 시그널
2. 내용 1)이중 베타 붕괴(bb) 왜 이중베타붕괴가 중요한가? =>중성미자 절대 질량 측정 (A,Z) (A,Z+1) (A,Z+2) (A,Z) -> (A,Z+2) + 2b +2n
2) CaMoO4 특징 Light output :20% of CsI(tl) light increase with lower temperature Decay time :16.6+-0.1 micro sec Pulse shape discrimination capability
3) Scintillation :형광체에 방사선이 충돌하여 광이 발생되는 현상. Excitation of electrons into the conduction band allows light to be produced during relaxation to the ground state. Inorganic scintillators are usually high density and high Z materials. Thus they can stop ionizing radiation in a short distance.
4)방사선 감마선(~0.01nm) -핵분열시 나오게 되는 방사선의 일종. 투과성이 매우 강하여 인체에 유해함. 핵무기. 원자,핵 구조연구에 쓰임. X선(0.01~1nm) - 방사선의 일종. 투과성이 강하여 의료, 탐사 등에 쓰이지만 심하게 노출되면 위험함. α선- 양성자 2개와 중성자 2개가 결합한 헬륨원자핵으로 스핀이 0 이며 안정한 입자. 이온화작용이 강하고 물질을 통과할 때 그 경로를 따라 많은 이온이 발생. 투과력은 약함.
Crystal setting on the PMT 3.실험방법 Teflon shielding Radiation Source (Na22,Cs137,Co57,Cd109,Ba133,Po210) Crystal setting on the PMT
CaMoO4 R&D 결정들 -Crystal bank at Pusan National University 14.3x15x13.7mm 10.73g (small) 20x20x20mm 24.27g (middle) 24.8x30x40.8mm 93.13g (large)
측정장비
실험장비 구조
4.측정결과 CaMoO4 펄스모양
CaMoO4 (14.3x15x13.7mm) 의 Scintillation 1)Gamma Source - Na22(511keV,1.275keV), Cs137(662keV), Co57(120keV), Cd109(88keV), Ba133(Multi keV)
Co57(120keV) Cd109(88keV)
2)Alpha Source - Po210(5.4MeV)
크기가 다른 3개의 CaMoO4의 비교 Cs137 small middle large
5.결론 및 계획 Conclusion -Signal from Small crystal was better than bigger crystals in CaMoO4 test.(luminescence, uniform) -Crystal의 크기가 클수록 event받는 속도는 빠르나 peak 구분이 어려움. Plan -Large crystal을 polishing하여 보다 나은 결과를 유출 -기존의 백그라운드를 측정하기 위한 노력을 양양 지하 실험실에서 할 계획.