モバイル・ミューオン検出器による三次元ミュオグラフィの実現研究

• 研究課題/領域番号: 17H06208
• 研究種目: 挑戦的研究(開拓)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球惑星科学およびその関連分野
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 尾崎 正伸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (90300699)
• 研究分担者: 宮本 英昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00312992)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2017年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: ミュオグラフィ / 半導体検出器 / ミューオグラフィ / 半導体パッケージ / 半導体ピクセル検出器 / ICパッケージ

研究成果の概要

火山などの大規模な地質構造に対するミューオンを使ったCTの実現には量産された可搬型ミューオンイメージャが極めて有効だと考えられる。この中枢部となるミューオン到来方向検出半導体センサの量産研究開発を行った。検出器として安価に製造可能なCMOSイメージセンサパッケージを実現するための要素技術である精密なチップ配置と較正の自動化適用可能手法を開発し、それを使って概念検証モデルを製作した。またセンサ量産に必要な製品検査装置を開発し、これを使って概念検証モデルを評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人体に対するCTと同様に火山や遺跡、原子炉などの大規模構造の内部を把握できる技術があれば、防災や発掘調査、事故調査などに大きく寄与すると期待できる。この大規模構造を透過観察する方法として、レントゲンで用いるX線の代わりに大気ミューオンを使う手法が確立されているが、これで得られる像はレントゲン写真と同様に２次元の絵に留まっている。しかしその理由は巨大な観察対象をミューオンが貫く様子を全方位から捉える現実的な手段が開発されていないからに過ぎない。本研究は、この手段となる「量産技術による、多数の可搬型ミューオン検出器の製造」の実現を目指す。