2016 Fiscal Year Annual Research Report
イメージング核分光による銀河内元素合成・循環その場観測
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16H02185
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
谷森 達 京都大学, 理学研究科, 教授 (10179856)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | MeVガンマ線天文学 / ETCC / 気球実験 / 銀河核ガンマ線 / 元素合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MeVガンマ線観測は超新星爆発での元素合成を核ガンマ線で直接観測できる唯一の窓である。また加速器による不安定核実験からも元素合成が議論されている。しかし宇宙ガンマ線観測は不明確な画像法と高雑音のため結果が少なくデータの比較検討は進んでいない。我々は電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)によりMeVガンマ線の完全な到来方向測定に成功しPoint Spread Function(PSF)を定義、PSFで1度の分解能を実現することで、数百のSNの検出が期待される1mCrabの感度の衛星観測装置が実現可能なことを実証した。それを実現するため、まず現在の気球用ETCC観測装置（SMLE-Ⅱ）のPSF10度から5度に改善しJAXA豪州気球を用いて銀河511 keVの精密な銀河面分布を測定、PSFの能力を実証することで宇宙核ガンマ観測に基づく「観測的核宇宙物理学」を始動する。
そのため北半球でのCrab観測用に開発したETCC気球観測装置SMLE-Ⅱの有効面積を約４倍改善する必要がある。具体的には底面シンチレーターアレイ（PSA）の放射長を2倍、TPCガス層を2気圧耐圧に変える。μPICをTPC底部から上部に移動し、また底面PSAをガス層内部に入れられるようにする。同時に側面PSAをTPC内部に設置する。この改善でTPCを飛び出す300keV以上の電子の測定、これらの改善で有効面積を約４倍改善したSMILE-II+装を制作する。H2８年度に装置の各要素を開発、H２９年度にSMILE-II+として君上げ、調整を行い、H30年３月～４月に予定されている豪州での気球実験に対応する。
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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
H28年度は以下の項目の開発・制作を実施した。
1.TPCガス容器を制作。ガス圧を1気圧から2気圧での動作を実現。２．TPCガス容器内部に底面、側面PSAを格納できる容器に改善。３．μPICを容器上面に配置し、反跳電子が薄いドリフト面を通過するだけでPSAに入れた。4. S-II+では１MHzの動作も予想される。それに対応するためシンチレーター回路すでにネットワーク転送に変換したモジュールを導入する。
H２８年度でSMILE-II+の主要な項目の開発が終了した。H29年度でTPC内のドリフト電場を制作、ETCCをくみ上げ気球観測装置S-II+を完成させ、調整を実施。H２９年度３月～H３０年度４月に予定されている豪州での気球実験に備える。
上記の２放射線長のGSOシンチレーター制作がこのGSOを開発した会社が他社に制作特許を譲渡したため新しい会社との交渉が必要となり納入に時間がかかり、一部をH29年度に制作を繰り越したが早期に納入され全体の進捗状況に問題は出ず、予定の項目の開発を行ことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
H28年度予定していたSMILE-IIの有効面積を４倍に上げるためのETCCの改善がすべて終了した。H２９年度8月までにETCC装置を完成、さらに気球耐圧装置にETCCを設置、また電池電源系、通信系、環境開発系、TPCガス循環系など気球実験装置として必要な各コンポーネントを同じくH２９年９月までに搭載しSMILE-II+を完成させる。１０月にはJAXAでの真空熱試験、通信試験を実施、さらに地上での校正試験を実施し、１２月末には豪州に送り出す。３月には豪州アリススプリングに移動し、装置の調整確認、気球とのかみ合わせ試験を実施、H30年４月の気球実験実施を目指す。
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