共振読み出し型の高性能超伝導トンネル接合X線検出器

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650065
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 石橋 健二 九州大学, 工学部, 教授 (00159766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 有馬 秀彦 九州大学, 工学部, 助手 (20253495) ; 前畑 京介 九州大学, 工学部, 助教授 (30190317)
• Keywords: 超伝導 / トンネル接合 / X線 / 共振 / Q値 / パルサー / 高速フーリエ変換 / エレクトロニクス分解能

Research Abstract

超伝導トンネル接合をX線検出器として使用すると、理想的に動作した場合には、従来のシリコン検出器よりも約30倍良いエネルギー分解能が期待できると予想されている。本研究では、超伝導トンネル接合X線検出器用に、申請者らが考案した「共振型信号処理方式」の計測システムを試作開発し、その計測方法の特性を調べることを目的としている。
本年度は共振回路系の基礎特性の把握に重点をおいた。共振用のコイルとして、フェライトコアの銅コイル(Q値=39)及び空芯のアルミニウムコイル(Q値=6.9)の2つのコイルを製作した。両方についてパルサーによる実験を行ったが、どちらの場合もシミュレーション計算で予測した信号波形が得られた。得られた信号波形を高速フーリエ変換して、エレクトロニクス分解能を評価した。通常の実験室での実験では、6keVのX線に対してエレクトロニクス分解能は800eVであった。一方、電磁シールドルーム内の実験では、エレクトロニクス分解能は改善され、フェライトコアの銅コイルで240eV、空芯のアルミニウムコイルで320eVとなった。しかしながら、理想的な性能として予測した値より1桁大きな値にとどまった。理想的な性能を得るために、一層完全に電磁シールドを施した環境で実験を行う必要があることが明らかになった。