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宇宙線ミューオンを用いた非破壊検査装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K14315
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター

研究代表者

武内 陽子  地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第一部電気電子技術グループ, 研究員 (40780987)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード宇宙線 / 非破壊検査 / ガス放射線検出器 / ミューオン / 放電抑制 / ガス電子増幅フォイル / 非破壊検査機
研究成果の概要

本研究は、宇宙線ミューオンで建物等の大規模構造物内部を非破壊検査する技術に注目し、我々が開発した絶縁層にセラミックを用いたガス電子増幅フォイル(セラミック製GEM)を搭載した小型ミューオン非破壊検査装置のプロトタイプ機の開発を目指した。まず検出器が長期運用に耐えられる様、一番の故障要因であったセラミック製GEMの放電対策を行った。改良を重ねた結果、試作品サイズで放電数を従来の10分の1以下に抑えることに成功し、実用サイズに大型化しても同様の性能を達成した。次にこのセラミック製GEM改良品を用いたミューオン非破壊検査装置のプロトタイプ機を設計・製作し、基礎評価に問題ないことを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

小型で安定した長期運用が可能な宇宙線ミューオン非破壊検査装置が完成すれば、設置場所の範囲が広がり、さまざまな大規模構造物の非破壊調査を行うことができると予想される。その目標の第一歩として、セラミック製GEMの放電対策を施した実用サイズの製作に成功したことで、装置としての信頼性が向上し、上記目標に近づいた。また、本研究で開発した改良セラミック製GEMは従来の有機フィルム絶縁層GEMと比べ、放電による絶縁破壊がしにくい特徴がある。こうした特徴から、原子核ビーム実験などの他分野で実際に使用され始め、他分野への波及的効果が大いに見込まれる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 低温焼結セラミックスを応用したガス電子増幅器の開発2018

    • 著者名/発表者名
      KOMIYA Kazuki、TAKEUCHI Yoko、WAKABAYASHI Masaki、FUJIWARA, Kohei、KONO Shigekatsu、HAMAGAKI Hideki、TAMAGAWA Toru
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 84 号: 11 ページ: 936-940

    • DOI

      10.2493/jjspe.84.936

    • NAID

      130007505016

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • 年月日
      2018-11-05
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Development and properties of 100um-square size LTCC-GEM2019

    • 著者名/発表者名
      Yoko Takeuchi, Kazuki Komiya, Toru Tamagawa, Yuanhui Zhou
    • 学会等名
      6th International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors, MPGD19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development and properties of ceramic GEM for muography2019

    • 著者名/発表者名
      Yoko Takeuchi, Kazuki Komiya, Toru Tamagawa
    • 学会等名
      Muographers2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LTCC-GEMの加工精度の評価2019

    • 著者名/発表者名
      武内陽子, 小宮一毅, 玉川徹, 周圓輝, 加藤幸弘
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LTCC μ-PICの開発に向けた研究2019

    • 著者名/発表者名
      説田暉, 越智敦彦, 石飛由介, 小宮一毅, 武内陽子
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development and properties of 100 mm-square size LTCC-GEM2019

    • 著者名/発表者名
      Yoko Takeuchi, Kazuki Komiya, Toru Tamagawa and Yuanhui Zhou
    • 学会等名
      6th International Conference on Micro Pattern Gaseous Detectors
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LTCC-GEMを用いた中性子イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      小宮一毅, 武内陽子, 宇野彰二
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LTCC-GEMの加工精度の測定2018

    • 著者名/発表者名
      武内陽子, 小宮一毅, 玉川徹, 周圓輝, 加藤幸弘
    • 学会等名
      第15回Micro Pattern Gas Detector研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LTCC-GEMの中性子検出器への応用2018

    • 著者名/発表者名
      小宮一毅, 武内陽子, 宇野彰二, 小池貴久
    • 学会等名
      第15回Micro Pattern Gas Detector研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] LTCC μ-PICの開発に向けた性能シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      説田暉, 越智敦彦, 石飛由介, 小宮一毅, 武内陽子
    • 学会等名
      第15回Micro Pattern Gas Detector研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 放電抑制を目指したLTCC-GEMの開発2018

    • 著者名/発表者名
      武内陽子、小宮一毅、玉川徹
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 放電抑制を向上させたLTCC-GEMの開発2017

    • 著者名/発表者名
      武内陽子、小宮一毅、玉川徹
    • 学会等名
      第14回Micro Pattern Gas Detector研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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