| 研究課題/領域番号 |
14550049
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物理学一般
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
宮地 孝 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 助教授 (20013401)
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| 研究分担者 |
小林 正規 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 講師 (70312080)
長谷部 信行 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 教授 (10127904)
岡田 宏之 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 講師 (20308258)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2002年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | 超高速粒子 / スペースダスト検出器 / リアルタイムダスト検出器 / PZT検出器 / バイアスフリー検出器 / 超高速衝突 / リアルタイム検出器 / 圧電素子検出器 / Hypervelocity particles / Space dust detector / Real-time dust detector / PZT detector / Bias-free detector |
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| 研究概要 |
検出素子。検出素子として、圧電性のジルコン酸チタン酸鉛(PZT)を母材とした。各種形状の素子を製作した。素子特性を評価した。その結果素子製作に関する製造要領と出力信号計測要領を習得した。
雑音抑制。PZT素子は高インピーダンスで機械的擾乱に鋭敏である。後者の雑音を抑制するために、素子格納法を改善して低周波雑音を抑制した。前者については、高速アンプを製作した。このアンプ駆動は電池を使用した。素子とアンプ及び電池を一体化した格納容器を使用した。その結果振幅数mVの信号検出を可能にした。
PZT出力波形の形成に関する考察から、素子の厚さを選び特徴的な波形を取出した。東大原総研の加速器(HIT)により、速度2〜6km/s、質量1〜100pgの銀粒子を照射した。粒子衝突直後に形成される波形に着目した。この部分は衝突に起因する波が再び反射して相互に干渉しない部分と認識した。この部分の信号を解析した。その結果、(1)素子感度が素子厚さによらないこと、(2)素子出力波高値が粒子運動量と比例関係にあること、(3)波形歪と粒子衝突速度が一定の関係があるかもしれないこと、を確認した。また波形形成の視点から、この領域では弾性波が顕著であり、この速度範囲では、速度依存性を認識するのが困難であった。
高速鉄粒子(速度範囲5〜60km/s)をMax-Planck原子核研究所の加速装置で供給し、波形計測をした。その結果、速度領域が7km/s以下ではHITの結果を再現した。他方20km/sを超える速度領域では出力波形は単純化して一個のパルス波形となる。この間の速度領域はこれらの特徴の超重する課と領域と考えられる。即ち波形が徐々に速度に応じて移行する。さらに単純なパルスの立上り時間が速度とともに減少することを実験的に確認できた。
本研究の結論として、波形の形状から高速微粒子の大まかな速度が分かり、10km/sを超える領域では校正された実験式から速度を決定できることを確認した。
なお重イオンによる校正を試行した。
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