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超軽量X線撮像分光装置を用いた地球周辺電荷交換X線の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H00177
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分16:天文学およびその関連分野
研究機関東京都立大学

研究代表者

江副 祐一郎  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (90462663)

研究分担者 中嶋 大  関東学院大学, 理工学部, 准教授 (70570670)
三石 郁之  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (90725863)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
43,680千円 (直接経費: 33,600千円、間接経費: 10,080千円)
2021年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2020年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワードX線撮像分光装置 / X線望遠鏡 / X線検出器 / 可視光素子
研究開始時の研究の概要

「すざく」衛星などのX線観測から、宇宙の様々な階層で電荷交換反応(CX)が生じていることが分かってきた。本研究では我々に最も近い宇宙X線放射源でありながら、その時空間構造が未だ不明な地球周辺からのCX放射の解明を目指す GEO-X 衛星に搭載する観測装置を開発する。そのために独自の超軽量X線望遠鏡と高速・低雑音の CMOS 検出器、可視光防護フィルムからなる新たな超軽量X線撮像分光装置を完成する。

研究実績の概要

本研究では地球周辺からの電荷交換X線放射の解明を目指すGEO-X 衛星に搭載する観測装置を開発する。独自のX線望遠鏡と高速・低雑音のCMOS検出器、可視光防護フィルタからなる。本年度は観測装置のエンジニアリングモデル(EM)の開発を進めた。年度途中で観測装置のみならず衛星まで含めてGEO-X衛星を実現する特別推進研究課題が採択され、重複制限から廃止となった。よって廃止時点での状況を以下に記す。

・望遠鏡:4インチSi基板を用いたWolter I型望遠鏡のEM品を開発中である。エッチングで開けた微細穴の側壁を反射鏡として使用する。2枚の基板からなり、まず1枚づつでの単体X線評価を進めている。年度内に完成予定である。
・検出器:CMOSセンサのEM品を開発中である。センサ評価のための軟X線照射装置を新たに構築中であり、並行して既存センサを用いたグレード法による信号処理を用いてエネルギー分解能の最適化を行っている。さらにバックエンド回路もシマフジ電気で製作中であり、年度内にセンサからバックエンド回路まで一式を完成させたい。
・可視光防護フィルタ:既に試作済みのEM品を用いてX線透過率と可視光透過率および一様性は確認済みである。打ち上げ時および軌道上の環境試験として紫外線照射試験等を年度内に予定している。
・装置全体:各コンポーネントを組み上げるためのハウジングも設計・試作が済んでいる。年度内に完成したコンポーネントを噛み合わせて性能評価を行いたい。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Suzaku observations of Jovian diffuse hard X-ray emission2021

    • 著者名/発表者名
      Numazawa Masaki、Ezoe Yuichiro、Ohashi Takaya、Ishikawa Kumi、Miyoshi Yoshizumi、Shiota Daikou、Uchiyama Yasunobu、Kimura Tomoki、Branduardi-Raymont Graziella
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 73 号: 4 ページ: 894-911

    • DOI

      10.1093/pasj/psab053

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High Resolution X-ray Spectroscopy of Astrophysical Plasmas with X-ray Microcalorimeters2021

    • 著者名/発表者名
      Y. Ezoe, et al.,
    • 雑誌名

      Reviews of Modern Plasma Phys.

      巻: 59 号: 1 ページ: 4-4

    • DOI

      10.1007/s41614-021-00052-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Suzaku detection of solar wind charge exchange emission from a variety of highly ionized ions in an interplanetary coronal mass ejection2021

    • 著者名/発表者名
      Asakura Kazunori、Matsumoto Hironori、Okazaki Koki、Yoneyama Tomokage、Noda Hirofumi、Hayashida Kiyoshi、Tsunemi Hiroshi、Nakajima Hiroshi、Katsuda Satoru、Ishi Daiki、Ezoe Yuichiro
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: - 号: 3 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1093/pasj/psab015

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inverse First Ionization Potential Effects in Giant Solar Flares Found from Earth X-Ray Albedo with Suzaku/XIS2020

    • 著者名/発表者名
      Katsuda Satoru et al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 891 号: 2 ページ: 126-126

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab7207

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiplexing lobster-eye optics: a concept for wide-field x-ray monitoring2020

    • 著者名/発表者名
      T. Tamagawa, K. Uchiyama, R. Otsubo, T. Yuasa, Y. Zhou, T. Mihara, Y. Ezoe, M. Numazawa, D. Ishi, A. Fukushima, H. Suzuki, T. Uchino, S. Sakuta, K. Ishikawa, T. Enoto, T. Sakamoto
    • 雑誌名

      Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems

      巻: 6 号: 02 ページ: 025003-025003

    • DOI

      10.1117/1.jatis.6.2.025003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced X-ray reflectivity from Pt-coated silicon micropore optics prepared by plasma atomic layer deposition2020

    • 著者名/発表者名
      D. Ishi, Y. Ezoe, K. Ishikawa, M. Numazawa, A. Fukushima, R. Otsubo, H. Suzuki, T. Yuasa, S. Sakuda, T. Uchino, M. Fujitani, K. Mitsuda, M. J. Sowa
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 13 号: 8 ページ: 087001-087001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/aba7a5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of x-ray mirror foils using hot plastic deformation process2020

    • 著者名/発表者名
      Nakaniwa, et al.,
    • 雑誌名

      Appl. Opt.

      巻: 59 号: 28 ページ: 8739-8739

    • DOI

      10.1364/ao.401644

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 原子層堆積法を用いた Co 成膜 Si 光学系のX線反射率評価2021

    • 著者名/発表者名
      福島ほか
    • 学会等名
      応用物理学会 秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MEMS 技術を用いた Schmidt 配置 Lobster eye 光学系の開発2021

    • 著者名/発表者名
      作田ほか
    • 学会等名
      応用物理学会 秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙軟X線観測用CMOSセンサの分光性能と放射線耐性(2)2021

    • 著者名/発表者名
      中嶋ほか
    • 学会等名
      応用物理学会 秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 次世代 X 線偏光観測衛星を目指した高温塑性変形 Si 湾曲ブラッグ反射光学系のミッション検討2021

    • 著者名/発表者名
      内野ほか
    • 学会等名
      天文学会 秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager) の現状 III2021

    • 著者名/発表者名
      江副ほか
    • 学会等名
      天文学会 秋季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MEMS 技術を用いた超軽量X線望遠鏡の開発2021

    • 著者名/発表者名
      作田ほか
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager)の現状2021

    • 著者名/発表者名
      江副ほか
    • 学会等名
      宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シリコン高温塑性変形技術を用いた湾曲ブラッグ反射型X線偏光計の開発2021

    • 著者名/発表者名
      伊師ほか
    • 学会等名
      物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高温塑性変形技術を用いた Si 湾曲ブラッグ反射型偏光計の開発2021

    • 著者名/発表者名
      内野ほか
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高温塑性変形技術を用いたシリコン湾曲ブラッグ反射型X線偏光計の開発2021

    • 著者名/発表者名
      上田ほか
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 撮像観測:X線2021

    • 著者名/発表者名
      江副
    • 学会等名
      太陽地球惑星圏の研究領域のロードマップ作成に向けた研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GEO-X2021

    • 著者名/発表者名
      江副
    • 学会等名
      太陽地球惑星圏の研究領域のロードマップ作成に向けた研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiplexing lobster eye optics: A new concept for wide field x-ray monitor2020

    • 著者名/発表者名
      Tamagawa et al.,
    • 学会等名
      SPIE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Source position determination method of multiplexing lobster-eye optics2020

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama et al.,
    • 学会等名
      SPIE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GEO-X (GEOspace X-ray imager)2020

    • 著者名/発表者名
      Ezoe et al.,
    • 学会等名
      SPIE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing the detector of X-ray imaging spectrometer for GEO-X mission2020

    • 著者名/発表者名
      Nakajima et al.,
    • 学会等名
      SPIE
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Earth's magnetosphere imaging mission : GEO-X2020

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa et al.,
    • 学会等名
      COSPAR
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Jovian diffuse hard X-ray emission observed with Suzaku2020

    • 著者名/発表者名
      Numazawa et al.,
    • 学会等名
      COSPAR
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X-ray emission from the Jupiter system: past, present, and future2020

    • 著者名/発表者名
      Ezoe et al.,
    • 学会等名
      COSPAR
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 地球磁気圏 X 線撮像計画 GEO-X (GEOspace X-ray imager)の現状 III2020

    • 著者名/発表者名
      江副ほか
    • 学会等名
      天文学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙軟 X 線観測用 CMOS カメラの開発2020

    • 著者名/発表者名
      中嶋ほか
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 広視野 Lobster eye X 線光学系の開発2020

    • 著者名/発表者名
      湯浅ほか
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 地球磁気圏X線撮像計画 GEO-X に向けた超軽量X線望遠鏡のプラズマ原子堆積法による Pt 膜付加工2020

    • 著者名/発表者名
      伊師ほか
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 最近の超軽量MEMS X線望遠鏡の開発状況2020

    • 著者名/発表者名
      江副ほか
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      X線結像光学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [産業財産権] X線素子及びX線素子の製造方法2020

    • 発明者名
      江副ほか
    • 権利者名
      江副ほか
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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