2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K13785
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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 – 2018-03-31
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| Keywords | MeVガンマ線天文学 / イメージング核分光 / ＭＰＧＤ / コンプトンカメラ / 超新星爆発 / ＥＴＣＣ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宇宙からの核ガンマ線検出（核分光）は超新星の起源、元素合成、爆発機構解明に最重要な情報であり天文学全般に大きな貢献が期待出来る。一方MeVガンマ線天文学は放射雑音および不完全な画像法を克服する方法が提案されず、近年まで停滞している。我々は電子飛跡検出コンプトンカメラ(ETCC)を開発,初めてＭｅＶガンマ線の２つの到来方向測定に成功、コンプトンカメラで初めてPoint Spread Function(PSF)を定義、今後1度のＰＳＦが実現出来、従来より3桁近いの雑音除去を可能にすることで１ｍＣｒａｂを超える感度を達成できることがわかった。この感度が実現すれば100Mpc遠方の超新星からの核ガンマ線検出を可能にし、天文学に大きな進歩をもたらす。この予想を基に現在準備中の豪州でのETCC気球観測で銀河面からの511keV、26Al,の核ガンマ線、さらに次に予定されている極域長時間気球観測では宇宙線と分子運衝突からのＣ、Ｏからの即発ガンマ線分布の測定を実施、核分光イメージングを完成させる。それを実現するためのカギであるＥＴＣＣのコンプトン散乱体であるガスＴＰＣでの電子飛跡精度を5度程度まで改善させることがこの申請の具体的な目的である。
現在、ＴＰＣの信号読出し装置として採用しているガス増幅型位置検出器μＰＩＣの信号読出電極として2次元ストリップ型電極を用いてるため、時間分解能以下に複数の同時ヒットのピクセルが多数あった場合、その位置決定が不確実になるため角度分解能に大きな誤差を生じている。それを改善させるため、アノード電極の下に絶縁層を介し、アノード、カソードにそれぞれ45度の確度をもつ第3の電極を設置、アノード信号の有機信号測定を行うことでこの不確定性を解決する手法を考案した。
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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
今年度はμＰＩＣの従来の製造法であるプリント多層基板技術を用いて５cmｘ５cm領域を持つ試験装置を製作し、動作試験を開始した。 誘起信号として予想より小さいアノードs信号の5分の1程度の信号を検出。さらに誘起信号がＸ線のヒット点に近くののみあることを確認。基本的に動作可能なことを確認した。アノードとその下の誘起用電極の隙間が設計の都合上、予定より広い100μｍとなってしまいピックアップされた信号が予想より小さくなってしまったが、当初、心配されたアノードと交差するすべての誘起電極にヒット信号が誘起され、ヒット位置が同定できない恐れがあったが、誘起信号はヒット位置に集中していることがわかり、今後は集中度合い、電子飛跡の測定へと進められることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
第3の誘起電極の信号のヒット位置の集中度合いを測定し、さらに電子飛跡をアノード、カソード、誘起電極で測定することで飛跡の精度向上を確認する。またアノード電極と誘起電極の間隔を20μｍ程度に短縮して誘起信号が増加することを確認し、それらのデータをシミュレーションに入れ、気球用観測装置に3軸μＰＩＣを搭載した場合のＰＳＦの改善を見積もる。
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| Causes of Carryover |
この申請で述べている銀河中心からの消滅ガンマ線を測定するＪＡＸＡ豪州気球実験に2016年11月に応募、1月に採択が決定され、実験が2017年度末に実施されることとなった。当初予想では2018年度を考えていたため当申請には気球実験までは含めていなかったが、1年早まったため、この申請の本来の目的に関与できることとなった。主な財源は他の大型科研費であるが、この科研費の目的でもあるため、繰越し、気球実験のために使用する。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ＪＡＸＡ気球実験は気球経費はＪＡＸＡ負担であるが、装置の輸送費、旅費は観測者負担となる。豪州には装置の調整のため一か月以上の長期滞在が必要となる。その旅費に使用していく予定である。
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