2020 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導分子検出器を用いた原子分子ダイナミクス研究の革新
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18H03714
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| Research Institution | Chubu University |
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Principal Investigator |
岡田 信二 中部大学, 工学部, 准教授 (70391901)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 祐司 立教大学, 理学部, 准教授 (20586036)
山田 真也 立教大学, 理学部, 准教授 (40612073)
久間 晋 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (50600045)
橋本 直 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究職 (20732952)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 超伝導検出器 / TES / イオン蓄積リング / 原子・分子物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、高分解能X線検出器として開発された超伝導遷移端マイクロカロリメータ「TES」を、低エネルギー中性粒子のエネルギー測定に応用し、新しい質量分析装置の確立を目指す。我々の開発した低温静電型イオン蓄積リング「RICE」に、低速中性粒子の検出器として多素子TESシステムを導入し、蓄積イオンと中性ビーム(又はレーザー)の合流衝突実験により、極限環境下に於ける衝突ダイナミクスの研究を行う。
2019年度に製作した「GM冷凍機を搭載した差動排気チェンバー」及び「GM冷凍機で冷却されたRICE-TES間をつなぐ2層(4K及び60Kステージ)の円筒状輻射シールド」を用い、RICEに接続した状態での検出器全体の基本動作試験・ノイズスペクトルの測定等を実施し、以下の様なシステム改造を行った。
1) 円筒輻射シールドのTES側の接続部からの輻射遮蔽を強化
2) 円筒輻射シールドとRICEの間に存在する常温領域（ゲートバルブからRICEまでの領域）からの輻射がRICE入口に設置されたAuメッキのシャッターに一部反射して入ってくることが実験結果と熱輻射シミュレーションとの比較により判明した為、原因となっていたシャッターを取り除くなどの対策を実施
3) さらなる輻射軽減のため、円筒輻射シールドへのピンホール付きキャップや、メッシュ熱輻射遮蔽窓の追加等、実験条件の最適化を実施
一方、中性ビーム源については、立教大学にて開発していた中性分子ビーム生成システムを理研へ移設し、RICEへのセットアップを終え、ビーム調整を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実際にTES検出器をRICEへ導入することで、熱輻射遮蔽に関連した具体的な技術的課題が明らかになりその対応が必要となったため。一方、中性分子ビーム生成システムは予定通り移設・RICEへの導入が完了し、計画はやや遅れているが、TESを用いた中性ビーム合流衝突実験に向け着実に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) イオン源より、イオンビーム（又は中性分子フラグメント）をTES検出器に入射させ、光子(X線)ではなく粒子(原子分子)の衝突による信号からのスペクトル応答関数やエネルギー分解能の測定を実施する
2) 合流実験に向けた、RICE側の整備、及び、中性分子ビーム生成システムの調整を実施する
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