2013 Fiscal Year Annual Research Report
ワイドバンドエックス線撮像偏光検出器の開発と硬エックス線偏光観測
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23340071
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
林田 清 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (30222227)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | X線偏光 / X線検出器 / シンチレータ / コンプトン散乱 / 降着円盤 / 宇宙磁場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
X線ガンマ偏光観測は、ブラックホールまわりの降着円盤の構造や超新星残骸の磁場を測定する新たな手法として、その本格的な実現が期待されている。本研究ではX線ガンマ線偏光観測に特化した小型衛星計画PolariSを具体的な目標に、硬X線望遠鏡の焦点面に設置する偏光撮像計の中心に開発を行った。偏光撮像計は、プラスチック、GSO二種類のシンチレータ柱と位置検出型光電子増倍管を組み合わせて構成している。プラスチックシンチレータに入射したX線光子がコンプトン散乱を起こし反跳電子の信号を生じ、かつ、散乱光子が周囲に設置したGSOシンチレータで光電吸収され信号を生じた場合、X線の入射位置と散乱方向がわかる。これにより偏光測定するのが、動作原理である。
昨年度までの研究で作成したモデルを使用し、10-80keVの範囲でM~50%-60%という偏光測定能力をもつことを放射光実験で実証している。従来40-50keVだった散乱型X線偏光計のエネルギー下限を大幅に下げた。検出効率を高めるための信号処理の工夫にも成功し、さらに、Li散乱体をオプションとして使用する実験も行った。位置分解能は1.3mm(FWHM)と散乱型X線偏光計としては最高の性能である。X線検出過程のシミュレーションも実施し、実験結果をおよそ再現することも確認した。
さらにシミュレーションを拡張し、宇宙環境でのバックグランド（ガンマ線、荷電粒子、中性子）に対して、この検出器の応答を評価した。何も対策をとらない場合、バックグランドレベルは、かに星雲からのX線イベントを超えてしまう。シールドの形状を工夫し、半同時計数を活用することで、かに星雲の10分の１以下におさえられる。特に反跳電子を検出するモードではかに星雲の100分の１以下におさえられることがわかり、PolariSの目標感度を達成できることがわかった。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(20 results)
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[Journal Article] X-ray gamma-ray polarimetry small satellite PolariS2014
Author(s)
K. Hayashida, Y. Daisuke, S. Gunji, T. Tamagawa, T. Mihara, T. Mizuno, H. Takahashi, T. Dotani, H. Kubo, Y. Yatsu, F. Tokanai, T. Nakamori, S. Shibata, A. Hayato, A. Furuzawa, 他12名
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Journal Title
SPIE proc.
Volume: 9144
Pages: 91440K,10pp
DOI
Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Suzaku discovery of Fe K-shell line from the O-rich SNR G292.0+1.82014
Author(s)
F. Kamitsukasa, K. Koyama, H. Tsunemi, K. Hayashida, H. Nakajima, H. Takahashi, S. Ueda, K. Mori, S. Katsuda, H. Uchida, Hiroyuki
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Journal Title
Publ. Astr. Soc. Japan
Volume: 66
Pages: id648
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Use of a charge-injection technique to improve performance of the Soft X-ray Imager aboard ASTRO-H2014
Author(s)
K. Nobukawa, T.G. Tsuru, M. Nobukawa, T. Tanaka, H. Uchida, H. Tsunemi, K. Hayashida, N. Anabuki, H. Nakajima, R. Nagino, T. Dotani, M. Ozaki, C. Natsukari, H. Tomida, M. Kimura, M. Yamauchi, K. Mori, I. Hatsukade, Y. Nishioka, T. Kohmura, J. Hiraga, H. Murakami
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Journal Title
Nucl. Instrum. and Meth.
Volume: 765
Pages: 269-274
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Gas Bulk Motion in the Perseus Cluster Measured with Suzaku2014
Author(s)
T. Tamura, N.Y. Yamasaki, R. Iizuka, Y. Fukazawa, K. Hayashida, S. Ueda, K. Matsushita, K. Sato, K.; Nakazawa, N. Ota, M. Takizawa
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Journal Title
Astrohoys. Journal
Volume: 782
Pages: id33
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Proton radiation damage experiment on P-Channel CCD for an X-ray CCD camera onboard the ASTRO-H satellite2013
Author(s)
K. Mori, Y. Nishioka, S. Ohura, Y. Koura, M. Yamauchi, H. Nakajima, S. Ueda, H. Kan, N. Anabuki, R. Nagino, K. Hayashida, H. Tsunemi, 他7名
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Journal Title
Nucl. Instr. & Methods A
Volume: 731
Pages: 160-165
DOI
Peer Reviewed
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