Double Chooz前置検出器
建設状況
Ralitsa Sharankova
東工大

Sunday, December 8, 131

原子炉ニュートリノ実験によるθ13の測定•

原子炉は強力なニュートリノ源 (MeV range)•

近距離（1~2km）では２世代振動で仮定できるため対称性の破れδCPや他の混合角に依らない、θ13 のピュアな測定が可能•

逆β崩壊の遅延同時計測によりバックグラウンドを大幅に削減

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原子炉ニュートリノ実験によるθ13の測定

Δm312

sin22θ13

sin2 2θ13 = 0.1
Δm312 = 2.5 ×10−3 eV 2€

★ 3MeV付近のエネルギーを持ったニュートリノの生存確率をニュートリノ源（原子炉）からの距離の関数として示す
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原子炉ニュートリノ実験によるθ13の測定

Measure reactor ν
前置検出器
flux & spectrum
before oscillation
reduce systematic uncertainties

後置検出器

Measure oscillated
ν flux & spectrum
determine θ13

同種検出器

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ニュートリノ検出
ニュートリノエネルギー分布

逆β崩壊 (IBD)¯e + p ! e+ + ne+e"

pn

Gd

遅延同時計測：先発信号: 陽電子のエネルギー損出+ 対消滅からの γ’s (1~9MeV)
後発信号: Gd (H)原子核への中性子捕獲からのγ’s
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Capture on Gd
ΔT~30μs
delayed signal: 8MeV
well above natural radioactivity
Capture on H
ΔT~200μs (out of Gd doped LS)
delayed signal: 2.2MeV
accidental BG is dominant5

Double Chooz検出器の構造
Outer Veto (Plastic scintillator):
宇宙線ミューオンによるバックグラウンドの同定

Glove box
DeckOuter Veto

Inner Veto (90 m3 Liquid scintillator in a steel vessel &78 PMTs):
宇宙線ミューオンによるバックグラウンドおよび高速中性子バックグラウンドの同定

Inner Veto

ShieldingBufferγ-catcher

Inner detector (3 layers)
Buffer(110 m3 mineral oil in a steel vessel & 390 lowBG PMTs):
高速中性子バックグラウンドおよびPMTから発生する環境ガンマ線の遮蔽

ν-target

Water buffer
Water buffer:
宇宙線ミューオンバックグラウンドの削減*後置検出器にはwater bufferの代わりに鉄のシールが設置されている
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γ-catcher (22.3 m3 Liquid scintillator in an acrylicvessel):n-Gd captureによる計8MeVのガンマ線のエネル
ギーの測定
ν-target (10.3 m3 Gd-loaded liquid scintillator in an
acrylic vessel):
ニュートリノ事象に対する有効体積
n-Gd captureにより計8MeVガンマ線を発生
6Double Chooz実験

原子炉建屋

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前置検出器

後置検出器

建設中

データ収集中7

Combined Gd and H fit

Events
0.5 MeV

Latest θ13 results from Double Chooz
1400

No oscillation

1200

Combined best fit:
sin22e13 = 0.109

1000

at 6m2 = 0.00231 eV 2
Systematic error•

Data set: April 2011- March 2012

•Correlations of systematic uncertainties areincluded in fit

800

Reactor off-off data used to constrain BG

400•

Rate+Shape: sin22θ13 = 0.109 ± 0.035
χ2/DOF = 61.2/50

Comparison of reactor
experiments results
sin22θ13=0.109±0.035(FD-only, Rate+Shape, Gd+H)• Daya Bay: sin22θ13=0.090+0.008-0.009

Gd data

200

Data / Predicted
0.5 MeV•

Double Chooz Preliminary

600

Data - Predicted
0.5 MeV•

Background-subtracted data

1.2
1.0
0.8
0.6

2

4682468101210

120-100-200

Energy (MeV)• DC:(FD+ND, Rate+Shape, Gd)• RENO:
sin22θ13=0.100±0.018(FD+ND, Rate-only, Gd)
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Double Choozは後置検出器のみの結果のため他の実験に比べて今のところ誤差が大きい（フラックス不定性が大）8前置検出器の利用により期待される系統誤差の減少•

両検出器は同じニュートリノ源（原子炉）を使用•

ニュートリノ・フラックス不定性が減少（誤差のcorrelatedな部分が消し合う）•

２つの同種の検出器の比較によりdetection efficiency（検出効率）の誤差が減少

Projected sensitivity:
３年間の測定でsin22θ13の測定誤差10%（δ(sin22θ13) ~ 0.01）まで精度を上げることが期待される

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9Double Chooz検出器の配置

原子炉建屋

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前置検出器

後置検出器

建設中

データ収集中10

前置検出器の位置

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11前置検出器の位置

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2011-2012： Near Labの掘削工事

2013
Sunday, December 8, 13

2013

2013
13

Near Lab建設
Sep. 2012

Jan. 2013

Jan. 2013

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14

Signal Cabling

June 2013
Routing b/w splitter boxes and FEE &attachment of signal cables

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15

•Veto installation (report by Alain)

46 PMTs installed by Tübingen in Veto:

Inner Veto Construction+°Ŋđ¬Âêř?ēÑMay 2013

June 2013

SWork done last week
Week 34 (August 19th to 23th)•APC (contractor: Matec Company)

A DSM Irfu SIS

Ch. Veyssière

June
2013by Tübingen in Veto:• 46 PMTs
installed
PMTs tests by Strasbourg:! 2013ç>PMTºN,RńVeto lid! 2014çă>ğØűÐØ
19/06/2013

Sep. 20137

Sep. 2013•C.Veyssière/O.Corpace - CEA - Irfu – September 2013 – 2

PMTs tests by Strasbourg:

Oct. 2013

Oct. 2013

July 2013
XTOS flange

C.Veyssière/O.Corpace - CEA - Irfu – Septe

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16Buffer Construction

October 2013

Sunday, December 8, 13

17Buffer cable rails installation & PMT pre-test

Sunday, December 8, 1318

Buffer PMT Installation (preparation & fixation)November 2013
Sunday, December 8, 1319

Buffer PMT Installation (cabling)

Nov.
2013

Sunday, December 8, 1320

End of wall & bottom PMT installation

PMT post-test

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Sunday, December 8, 1322

Buffer PMT Installation TeamSunday, December 8, 1323

Buffer PMT Installation Team

所属機関の国別:
日本：１２人スペイン：７人
ドイツ：５人アメリカ：１人

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Inner Detector Light Injection System (IDLI)IDLIとはLED光源を用いた内部検出器のための較正機構
PMT gain, non-linearity, relative
timingの較正や液体シンチ
レータ特性の把握に利用•

Types of light injection:•••32 diffused light injection points (20 walls+6 bottom+6 lid)
14 pencil beams at 8 different levels
Wavelengths:•••
Sunday, December 8, 13425 and 475nm direct light
380nm with reemission
All LED sources are independent and controlled remotely25Inner Detector Light Injection System Installation

November2013
日本グループが担当
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Inner Detector Light Injection System Installation

Sunday, December 8, 1327

Summary•

Double Chooz実験は現在後置検出器のみを使ってθ13の精密測定を行っている•

前置検出器は現在建設中で、2014年5月頃からデーター収集が開始される予定である•

前置検出器を用いた測定によりθ13の測定精度が上昇することが期待される•

Buffer wall & bottom PMTsのinstallationが完了し、12月中旬からアクリル容器のinstallation準備開始

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