Feasibility study on 3D-muography with mobile muon detector

• Project/Area Number: 17H06208
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Earth and planetary science and related fields
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: Ozaki Masanobu 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (90300699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮本 英昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00312992)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2017: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: ミュオグラフィ / 半導体検出器 / ミューオグラフィ / 半導体パッケージ / 半導体ピクセル検出器 / ICパッケージ

Outline of Final Research Achievements

To realize the muon CT for large geological structures such as volcanoes, mass-produced portable muon imagers can be key components. We studied a semiconductor muon sensor package that determines the arrival direction, which can be the central component of the imager. In order to realize the mass production of such device, we developed the precise sensor chip placement and alignment-calibration technologies, and manufactured a proof-of-concept sensor package. We also developed an electrical tester as a part of the product inspection system and evaluated the electrical performance of the package.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

人体に対するCTと同様に火山や遺跡、原子炉などの大規模構造の内部を把握できる技術があれば、防災や発掘調査、事故調査などに大きく寄与すると期待できる。この大規模構造を透過観察する方法として、レントゲンで用いるX線の代わりに大気ミューオンを使う手法が確立されているが、これで得られる像はレントゲン写真と同様に２次元の絵に留まっている。しかしその理由は巨大な観察対象をミューオンが貫く様子を全方位から捉える現実的な手段が開発されていないからに過ぎない。本研究は、この手段となる「量産技術による、多数の可搬型ミューオン検出器の製造」の実現を目指す。