気球によるGeV領域ガンマ線観測

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08454070
• Research Institution: KANAGAWA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 鳥居 祥二 神奈川大学, 工学部, 助教授 (90167536)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山上 隆正 文部省宇宙科学研究所, 助教授 (40013718) ; 笠原 克昌 芝浦工業大学, システム工学部, 教授 (00013425) ; 吉田 賢二 神奈川大学, 工学部, 助手 (90260984) ; 田村 忠久 神奈川大学, 工学部, 助手 (90271361)
• Keywords: ガンマ線 / 宇宙線 / 高エネルギー / シンチファイバー / 気球 / 多アノードホトマル

Research Abstract

将来の衛星観測の準備研究として、気球搭載用ガンマ線観測の開発を行なっている。GeV領域のガンマ線観測では、ハドロン及び電子の雑音を除くため電子対創成の検出が不可欠である。従来の装置ではスパークチェンバーによる検出が行なわれたが、この研究では、シンチファイバーを多アノードホトマルで読みだす方法により検出する装置の開発をおこなっている。この方法の利点は、1)装置がコンパクトになり大きな立体角がえられる、2)ガスを利用しないのでスペースでの観測に適している、3)死時間がほとんどない、等があげられる。この結果、現在のEGRETに比べてほぼ同じ重量で、約1桁大きな観測装置の製作が可能であることが、シミュレーションから示唆されている。
今年度は、飛跡検出部の性能テストを加速器ビームを用いて行なった。2mm角のシンチファイバー16本を16アノードのコンパクト型ホトマル(Hamatsu H6568-01)に接続した装置を、位置分解能0.25mmのホドスコープとならべて陽子ビームを照射した。その結果、最小電離損失の荷電粒子の検出効率はほぼ100%で、クロストークは数%以内であることが確認され、十分にガンマ線の電子対創成を検出可能である。さらに、各ファイバーを独立のアノードで読み出しているので、パターンを用いたトリガーが可能である。このため、リアルタイムで高精度のバックグラウンド除去が可能で、これまでのスパークチェンバーにかわる性能が確認されている。
現在、気球搭載のための装置の製作と、多チャンネル用の高集積ADCの製作をおこなっており、来年度には気球観測ができる見込である。

Research Products

• [Publications] Shoji Torii: "A Pb-SciFi Imaging Calorimeter" AIP proceedings(SciFi 97). (発表予定).
• [Publications] Shoji Torii: "Cosmic Ray Electron Observations from 10 to 100 GeV with the BETS Detector" Proc.of 25th International Cosmic Ray Conference. 3. 117-120 (1997)
• [Publications] Shoji Torii: "A Scintillating Fiber Gamma-Ray Telescope" Astronomy & Astrophysics Supplement. 120. 665-668 (1996)
• [Publications] Shoji Torii: "Balloon Borne Electron Telescope with Scintillating Fibers" Proc.of International Society for Optical Engineering. 2806. 145-154 (1996)
• [Publications] Shoji Torii: "An Imaging-Calorimeter Telescope for Electron Observation Using Scitillating Fibers" Proceedings of UCLA International Conference on Imagaing Detectors. 35-43 (1996)
• [Publications] 鳥居祥二: "GeV領域ガンマ線観測装置の開発" 第5回科学衛星・宇宙観測シンポジュウム、宇宙科学研究所. 93-96 (1996)