2018 Fiscal Year Annual Research Report
半導体コンプトンカメラの革新によるラインガンマ線天文学の開拓
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16H02170
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 忠幸 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (50183851)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 伸 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, 助教 (60446599)
武田 伸一郎 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (80553718)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ガンマ線検出器 / コンプトンカメラ / ガンマ線天文学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々が世界に先駆けて開発をおこなった電子飛跡の追跡が可能で、高速のSi-CMOSハイブリッド素子、およびそれを用いたSi/CdTeコンプトンカメラの評価実験を続けた。コンプトンカメラの吸収部に用いるCdTe半導体ストリップ検出器の研究に関して、複数の電極に電荷が分散される事象の研究を行い、サブストリップの位置分解能を得るアルゴリズムを見出した。Si/CdTeコンプトンカメラによるイメージ解析の研究を行い、広がった天体や3次元的に分布する線源などの解析を行なった。数cm間隔に複数の線源を配置したファントムによる実験をおこない、トモグラフィーの技術を用いた解析でそれらを分離することができた。また、CdTeピクセル検出器の実現に向けた読み出しASICの開発を行った。これらの成果を国際会議に発表するとともに、実装技術の検討、2mm厚のCdTe素子の研究を進めた。コンプトンカメラの高速化にむけて、Zynqチップを応用した次世代型の高速データ収集処理装置を開発し、CMOSセンサーの読み出しFPGAのコードの開発を行った。将来のMeVガンマ線天文学に向けて、衛星に搭載されたガンマ線検出器の軌道上性能評価や検出器の長期動作試験のほか、MeVガンマ線観測の対象である超新星残骸やブラックホールからのアウトフローの研究を行い、論文を出版した。Si/CdTeコンプトンカメラや高いエネルギー分解能を有するCdTe半導体イメージャは広い応用が期待される、それをまとめて招待講演を行った。本研究で得られた知見をもとに将来の硬X線やガンマ線の将来計画の立案に貢献することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
我々が世界に先駆けて開発をおこなった電子飛跡の追跡が可能で、高速のSi-CMOSハイブリッド素子、およびそれを用いたSi/CdTeコンプトンカメラがシステムとして完成し、それを用いた評価実験を進めることができている。得られた知見にもとづき、要素技術として厚型CdTe検出器やCdTeピクセル検出器のためのASIC、さらにはストリップピッチ以下の位置分解能を得るための研究などが順調に進んだ。また、将来のMeVガンマ線天文学を念頭に置いた高エネルギー天文学の観測的研究も進めることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
電子追跡型のSi検出器と2mm厚のCdTeを用いた評価実験を進める。コンプトンカメラでは特に有効面積を向上させるための2mm厚CdTe両面ストリップの研究に注力する。また、両面より大型の装置を開発するために必要なCdTe両面ストリップ検出器の実装技術の改良を行う。また、将来のMeVガンマ線天文学を念頭においた高エネルギー天文学の観測的研究を行い、将来の硬X線やガンマ線の将来計画の立案に貢献する。
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[Journal Article] Hard x-ray imager onboard Hitomi (ASTRO-H)2018
Author(s)
Nakazawa Kazuhiro、Sato Goro、Kokubun Motohide、Enoto Teruaki、Fukazawa Yasushi、Hagino Kouichi、Hayashi Katsuhiro、Kataoka Jun、Katsuta Junichiro、Kobayashi Shogo B.、Laurent Philippe、Lebrun Francois、Limousin Olivier、Maier Daniel、Makishima Kazuo、Mizuno Tsunefumi、Mori Kunishiro、Nakamori Takeshi
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Journal Title
Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems
Volume: 4
Pages: 1～1
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Long-term test of a stacked CdTe mini-HXI setup2018
Author(s)
Maier Daniel、Horeau Benoit、Laurent Philippe、Limousin Olivier、Renaud Diana、Kawaharada Madoka、Kokubun Motohide、Sato Goro、Takahashi Tadayuki、Watanabe Shin、Nakazawa Kazuhiro、Boatella Polo Cesar
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
Volume: 912
Pages: 199～204
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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