研究課題
若手研究
本研究の最終目的は，発展途上の宇宙ガンマ線天文学を切り拓く鍵となる，電子飛跡型半導体コンプトンカメラを実現させることである。申請者が研究開発を進めてきたイベント駆動型SOIPIXにより，少数のガンマ線検出で到来方向を決定することが可能となり，性能が大きく飛躍する。本研究課題では，CPU組み込みFPGAによるオンボードデータ処理を実装することにより，課題であるリアルタイム性を躍進させる手法の研究開発に挑戦する。
本研究は，CPU組み込みFPGAを用いたガンマ線リアルタイムイメージング手法の研究を目的とする。本研究により，以下の３つの研究成果を得た。１）パターン情報を抽出するデジタル回路を開発しイメージセンサ内へ組み込むことで，ガンマ線によるコンプトン散乱起因の反跳電子を効率よくデータ取得することが可能となった。２）コンプトン散乱事象をシミュレーションすることで反跳電子の疑似画像データを生成し，それらを用いてニューラルネットワークによるデータ処理モデルを作成した。３）開発したモデルをCPU組み込みFPGAに実装する手法を検討し，実機を用いた実装検討を進めることができた。
ガンマ線リアルタイムイメージングを実現するため，CPU組み込みFPGAを用いて基板上で高度な解析モデルを適用したデータ処理を行うための手法研究を実施した。本研究の遂行により，解析モデルを構築する上での課題の洗い出しとCPU組み込みFPGA上に実装する手法の検討を進めることができた。本研究で得られた成果は，可搬型でコンパクトな物理計測システムを実現するための基盤技術であり，今後，ガンマ線イメージングだけでなく，様々な量子イメージング分野への応用が期待できる。
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すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 7件)
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
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10.1088/1748-0221/15/12/p12025
巻: 15 号: 02 ページ: C02010-C02010
10.1088/1748-0221/15/02/c02010
巻: 14 号: 06 ページ: C06005-C06005
10.1088/1748-0221/14/06/c06005
巻: 14 号: 10 ページ: C10023-C10023
10.1088/1748-0221/14/10/c10023
