2016 Fiscal Year Annual Research Report
Spatial resolving gamma-ray detector arrays relying on superconducting microresonators for food screening system
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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 / 放射線検出器 |
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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。検出器は2mm 厚さ程度の鉛放射線吸収体と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組み合わせて構成する。吸収体内で放射線のエネルギーを熱及びフォノンに変換し、それらを超伝導検出器で検出することで放射線の検出効率を高める。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以上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。
目標である1 Kよりも安価な冷凍機ですむ4.2 K以上での高温動作を目指し、昨年度に引き続き高温超伝導体であるYBCOを用いた検出器の開発を行った。昨年度問題となった、低いQ値の原因として、超伝導膜がデバイス作製時にダメージを受け転移温度が低くなったことが考えられたため、超伝導膜保護のためin-situで膜表面に金を付ける、ドライエッチングからウェットエッチングへの変更などを実施し、転移温度の劣化は抑えられることを示した。また、90%以上の高い歩留りで素子の動作は確認できたが共振Ｑ値の改善はみられず放射線検出には至らなかった。
0.3 K冷凍機を用いて、8 Kの転移温度を持つニオブで検出器を作製し、裏面に鉛吸収体を張り付けたデバイスを用いて、Cs-137から放射される662 keVの放射線の検出に成功し、本研究で提案する技術の実証に成功した。実験で得られた検出器の性能は、3.7 keVの分解能と3.5 us程度の動作時間であった。これらの成果を学術雑誌に投稿し現在査読中である。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Radiation Tolerance of Aluminum Microwave Kinetic Inductance Detector2016
Author(s)
K. Karatsu, A. Dominjon, T. Fujino T. Funaki, M. Hazumi, F. Irie, H. Ishino, Y. Kida, T. Matsumura, K. Mizukami, M. Naruse, T. Nitta, T. Noguchi, N. Oka, S. Sekiguchi, Y. Sekimoto, M. Sekine, S. Shu, Y. Yamada, T. Yamashita
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Journal Title
Journal of Low Temperature Physics
Volume: 184
Pages: 540-546
Peer Reviewed
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