2014 Fiscal Year Annual Research Report
超伝導共振器アレイを用いた位置分解可能な食品用放射線検出器の開発
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25706029
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
成瀬 雅人 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10638175)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超伝導検出器 / ガンマ線検出器 / 超伝導共振器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、食品中の放射線量検出システムに使用する超伝導検出器アレイの基礎開発である。本研究で開発する放射線検出器の特徴は高速動作・高感度かつ位置分解可能な点にある。超伝導検出器には超伝導共振器の特性を利用し、高感度かつ多素子化が容易な力学インダクタンス検出器を用いる。また放射線検査の利便性を高めるため無冷媒かつ持続的に低温度が維持できる1 Kで動作するような検出器システムを構築することを目標としている。
今年度は連続運転が可能な無冷媒1K冷凍機を導入し、検出器の評価を持続的に行える環境を構築した。新測定系の立ち上げと並行して、既存の0.3 K冷凍機を用いて検出器の多素子同時読み出し装置を開発し同時に10素子程度の動作を確認した。検出器の裏面に鉛製のガンマ線吸収体を取り付け、ガンマ線照射実験を行った。放射線源としてセシウム137を用いたが、明確な検出信号を得ることはできなかった。検出器の動作温度は0.3 Kと十分に低く検出器の感度は十分だと考えられるため、原因として測定系起因の雑音が検出信号に埋もれてしまったと考えられる。次年度は外部磁場や電源由来の雑音を低減させ、放射線の検出信号を早期に確認する。
新測定系開発、検出器の動作実証に加え、検出器感度の向上策として超伝導検出器とガンマ線吸収体の間にあるシリコン基板の体積を深堀エッチング技術によって取り除くことに成功した。
また、これらの成果を学術誌、学会等で発表を行った。
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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
セシウム137を用いたガンマ線イベントは確認できなかったものの、原因の追究は進んでおり、また検出器を持続的に評価できる測定系の開発、検出器の多素子同時読み出し回路の開発は順調に進んでおり、概ね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
測定系の雑音低減策として低雑音電源等を導入し、冷凍機内部に磁場シールドを導入する。加えて検出器と放射線吸収体である鉛の間に位置するシリコンウェハの熱容量が挙げられるため、検出器直下のシリコンをエッチングにより取り除く構造を開発する。これらの対策によりセシウム137から放射されるガンマ線による検出波形を測定する。
検出信号が得られた後は、検出器構造を最適化するために、エネルギー分解能、検出効率など検出器の性能評価を進める。
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| Causes of Carryover |
概ね計画通りに研究に必要な物品を購入したが、小額の未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度の予算と併せて適正に使用する。未使用額は小額のため、実験に必要な消耗品購入に充当する予定である。
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