モバイル・ミューオン検出器による三次元ミュオグラフィの実現研究

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H06208
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 尾崎 正伸 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, 准教授 (90300699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮本 英昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00312992)
• Project Period (FY): 2017-06-30 – 2020-03-31
• Keywords: ミューオグラフィ / 半導体ピクセル検出器

Outline of Annual Research Achievements

本研究で行うのは、(1) 検出素子設計・試作、(2) 回路基板設計・試作、(3) 機械的アラインメントの設計・試作である。これらを正しく行う為には (a) 製造性、(b) 検出性能、(c) アラインメント精度の各評価が必要となる。設計・試作は一般的な PC と各種専門業者を用いるので、特別必要となる設備はない。評価 (a) についても、設計段階での検討と製造業者および実験室での組み立て作業にて行うので、特別な設備は不要である。一方で評価 (b) (c) はモンテカルロシミュレーションと放射線検出実験により行うので、その為の設備が必要となる。
本年度は、(1)に関しては検出素子メーカとして過去に類似パッケージをCCD素子で試作したことのある浜松ホトニクスを選定し、概念検討を開始した。検討初期において、パッケージ試作実績のあるCCDよりは機能面においてMOSセンサを使用した方が良いとの指摘がメーカからなされ、これにより素子候補の洗い出しおよび試作パッケージの当初目論見からの抜本的見直しが必要となった。そのため、検出性能の評価に必要となる撮像素子駆動装置の仕様を研究開始前の目論見から白紙に戻さざるを得なくなった。
(2)および(3)に関しては、素子周辺系と試験・評価系の整備を実施した。但し、その中で素子駆動装置については仕様見直しにより装置作成はこの段階では行わずメーカ所有のデモ装置によりセンサ駆動を試みる方針に変更した。データ取得用PCに関しては、デモ装置を用いるためにも必要であり、これを整備した。それ以外についても、当初予定どおり実験用チャンバを整備し、真空排気系（ターボ分子ポンプとドライポンプの複合ポンプシステム）を導入した。これにより、駆動装置以外については素子評価に必要なハードウェアが一通り整備されたことになる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初予定では素子評価に必要な全ての装置を整備する予定であったが、開発する素子の仕様見直しにより、装置中枢部である駆動装置の製作を先送りすることになった。これが遅れの内容である。

Strategy for Future Research Activity

進捗状況は、遅延はあるが概ね想定路線に従っているので、基本的には当初予定通り素子開発を継続する。但し、素子をMOSセンサに変更したことにより新たに駆動系仕様を検討・決定する必要が生じたので、これを行う。また、MOSセンサの構造により検出効率がCCDより落ちる可能性が考えられるので、これを定量的に評価する方法を検討する。