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2014 Fiscal Year Research-status Report

硬X線TDIカメラによる超微細高感度画像取得の実証

Research Project

Project/Area Number 26670560
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

中嶋 大  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70570670)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
KeywordsX線天文学 / CCDカメラ / ASIC / 放射線耐性
Outline of Annual Research Achievements

従来型X線CCDの裏面にCsIシンチレータを貼り付けたSDCCD単体の性能評価と放射線耐性試験を行った。X線CCDの電荷転送効率(Charge Transfer Efficiency:CTE)は、カメラシステムの分光性能を決定づける重要な性能指標である。一般にCCD中の電荷転送路内に、格子欠陥による電荷トラップが存在するためにCTEは1よりもわずかに小さい値を取る(典型的には0.99999)。今回のSDCCDは電荷転送路内にポテンシャル構造を持たせて転送路を狭めることで、CTE を従来素子よりもより1に近づけた(0.999999)。これにより分光性能が従来素子よりも有意に改善していることを実証した。
本研究で開発予定の硬X線TDIカメラは、放射線レベルの厳しい環境での使用も想定している。そこで我々は、千葉県の放射線医学総合研究所重粒子線がん治療装置(HIMAC)にて、100MeVの陽子線を素子に照射した。100億個以上の陽子線を照射したが、SDCCDのCTEは、やはり我々が開発した従来型X線CCD(次期X線天文衛星ASTRO-H搭載モデル)と比較しても有意に改善していた。
以上の成果により、SDCCDは素子単体で十分な性能を持っていることが実測出来た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

我々が開発した、硬X線TDIカメラの核となるSDCCDセンサが、単体分光性能と放射線耐性の両面において十分な性能を持つことが実測出来た。

Strategy for Future Research Activity

SDCCDは素子単体で十分な性能を持っていることが実測出来たので、次はX線発生装置と組み合わせてTDIカメラとしての動作を検証することが課題である。必要なエレクトロニクスは、ASTRO-H衛星用に我々が開発済の物を流用する。一方で治具などの機械部分は新たに作成して実験に臨む。

Causes of Carryover

X線CCD信号処理用ASICのカスタムパッケージの納入が予定よりも遅延しているため、支払いを次年度に回す必要が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

X線CCD信号処理用ASICのカスタムパッケージに使用する。

  • Research Products

    (10 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Screening of ASIC for signal processing of Soft X-ray Imager onboard ASTRO-H2015

    • Author(s)
      Hiroshi Nakajima et al.
    • Journal Title

      JAXA Research and Development Report

      Volume: JAXA-RR-14-007 Pages: 1-10

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Global distribution of ionizing and recombining plasmas in the supernova remnant G290.1-0.82015

    • Author(s)
      Fumiyoshi Kamitsukasa, Hiroshi Nakajima et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 67 Pages: 161-168

    • DOI

      10.1093/pasj/psu149

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Use of a charge-injection technique to improve performance of the Soft X-ray Imager aboard ASTRO-H2014

    • Author(s)
      Kumiko Nobukawa, Hiroshi Nakajima et al.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A:

      Volume: 765 Pages: 269-274

    • DOI

      10.1016/j.nima.2014.05.091

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Suzaku discovery of Fe K-shell line from the O-rich SNR G292.0+1.82014

    • Author(s)
      Fumiyoshi Kamitsukasa, Hiroshi Nakajima et al.
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 66 Pages: 64

    • DOI

      10.1093/pasj/psu035

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Performance of front-end mixed-signal ASIC for onboard CCD cameras2014

    • Author(s)
      Hiroshi Nakajima et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 9154 Pages: 91541C

    • DOI

      10.1117/12.2055658

    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Soft X-ray Imager (SXI) onboard ASTRO-H2014

    • Author(s)
      Kiyoshi Hayashida, Hiroshi Nakajima et al.
    • Journal Title

      Proceedings of the SPIE

      Volume: 9144 Pages: 914429

    • DOI

      10.1117/12.2054575

    • Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 次世代衛星搭載CCDカメラ用ASICの開発(2)2015

    • Author(s)
      中嶋 大
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [Presentation] 次世代衛星搭載 CCD 高速低雑音処 理 ASIC の開発2015

    • Author(s)
      中嶋 大
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-21
  • [Presentation] 次世代衛星搭載CCD高速低雑音処理ASIC の性能2014

    • Author(s)
      井上翔太
    • Organizer
      日本天文学会
    • Place of Presentation
      山形大学
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
  • [Remarks] X線CCDの信号処理用ASIC

    • URL

      http://wwwxray.ess.sci.osaka-u.ac.jp/OskXrayTlabHP/ASIC.html

URL: 

Published: 2016-05-27  

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