2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of large-aperture emulsion gamma-ray telescopes for high-angular resolution observation of the galactic center
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20H01915
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
六條 宏紀 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任助教 (00725814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊代野 淳 岡山理科大学, 理学部, 教授 (10211757)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ガンマ線天文学 / 宇宙線 / 気球実験 / 暗黒物質 / 高エネルギー天文学 / イメージング / 原子核乾板 / 飛跡検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大口径・高解像・偏光有感GeVガンマ線観測を実現する気球搭載エマルション望遠鏡の開発研究をおこなった。エマルション望遠鏡の主要部であるコンバーターの開発には、均質な性能の原子核乾板を大量に製造する必要がある。研究代表者はGRAINEをはじめとする原子核乾板実験の大規模化・活性化を実現するために、これまでの原子核乾板の供給能力を1桁スケールアップするインフラ設備のアップグレードを推し進めた。 量産型原子核乳剤製造装置の新設し、実用化のための様々な試運転・調整を進めた。標準的な原子核乾板に使用される直径約200nmの結晶の形成に成功し、最小電離粒子の飛跡がはっきりと観察でき、GRAINE実験に使用可能な粒子密度(>40 grains/100μm)が得られていることを確認した。フィルム化の工程は、これまでは1枚1枚手塗りで行ってきたが、 ロール状に巻かれたフィルムを引き出し乳剤コーティング→乾燥を連続的に行い、終端でフィルムを巻き取る「ロールtoロール自動塗布」への置き換えを進めた。各工程の要素実証試験を実施し、飛跡検出に十分な厚み(最大80μm、 標準偏差±1μm)の乳剤層をコーティングできることを確認した。
大面積エマルション望遠鏡を周囲の圧力を0.1atm以上に保持し高度35kmへ運ぶ与圧容器ゴンドラの開発を行なった。アルミフレームの設計/強度検討、シェルに使用する膜材料の新規開発、トラス構造撤廃などの様々な工夫により、前回実験モデルに比べ75%削減となる大幅な軽量化を実現した。 フライトモデル1機目を製作し、常温環境で要求圧力を24 時間以上保持する性能を確認した。
飛跡読取高速化のための現像銀粒子のサイズ拡大を、溶解物理現像を用いた現像手法の改良により実現し、高コントラストな現像銀の画像撮影手法を見出した。新現像レシピにより自動飛跡読取装置の認識効率の改善を確認した。
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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
口径面積2.5平米のエマルション望遠鏡を搭載したペイロード2機2フライトによる観測計画がJAXA豪州気球実験として採択されたが、コロナ禍の影響による延期判断があり、2022年3-5月期に実施となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
気球実験延期を受け、量産計画を後ろへ延期し、新型フィルムの評価を兼ねたガンマ線観測リハーサルを研究チームで実施し本番の気球実験に備える。
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