広視野ガンマ線カメラによるＭｅＶガンマ線銀河内天体気球観測

• 研究課題/領域番号: 21224005
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 谷森 達 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10179856)
• 連携研究者: 窪 秀利 京都大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40300868) ; 高田 敦史 京都大学, 大学院理学研究科, 助教 (90531468)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 209,950千円 (直接経費: 161,500千円、間接経費: 48,450千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2011年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円); 2010年度: 80,990千円 (直接経費: 62,300千円、間接経費: 18,690千円); 2009年度: 92,300千円 (直接経費: 71,000千円、間接経費: 21,300千円)
• キーワード: MeVγ線天文学 / コンプトンカメラ / 高エネルギー天体 / 超新星 / 元素合成 / GRB / TPC / MPGD / 核ガンマ線 / コンプトン散乱 / かに星雲 / 気球実験 / 偏光観測 / ブラックホール / ガス増幅検出器 / Time Projection Chamber / 陽電子電子対生成 / カニ星雲

研究成果の概要

MeVガンマ線天文学は大量の放射雑音と不完全なイメージングのため進展が遅れた未開拓領域である。我々は世界に先駆けコンプトン電子の方向測定が可能な電子飛跡検出型コンプトンカメラ（ETCC）を開発、ガンマ線の方位角の決定による明瞭なイメージング及びdE/dXよる強力な雑音除去を実現、従来のコンプトン法の10倍の感度改善に成功。またMF値0.6と世界最高レベルの高感度偏光観測も実現。この技術により中型衛星で従来の100倍の感度での観測の可能性も示した。4時間の気球観測でCrabを8-10σで検出、同時に偏光測定も行える30cm角ETCCを搭載した気球実験装置を完成し、実験準備を終了した。

評価記号

検証結果 (区分)

B

研究成果

• [雑誌論文] Performance of a New Electron-Tracking Compton Camera under Intense Radiations from a Water Target irradiated with a Proton Beam (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsuoka, T. Tanimori, H. Kubo, A. Takada, J.D. Parker, T. Mizumoto, Y. Mizumura, S. Iwaki, T. Sawano, S. Komura, T. Kishimoto, M. Oda, T. Takemura, S. Miyamoto, S. Sonoda, D. Tomono, K. Miuchi, S. Kabuki, S. Kurosawa
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 10 号: 01 ページ: C01053-C01053
  • DOI: 10.1088/1748-0221/10/01/c01053
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SMILE-II : Balloon-borne Telescope for Background-suppressed Soft Gamma-ray Imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sawano, T. Tanimori, H. Kub o, A. Takada, J. D. Parker, T. Mizumoto, S. Sonoda, Y. Mizumura, D. Tomono, K. Nakamura, Y. Matsuoka, S. Komura, Y. Sato, S. Nakamura, K. Miuchi, S. Kabuki, Y. Kishimoto, S. Kurosawa, S. Iwaki, M. Tanaka, M. Ik eno, and T. Uchida
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 1 ページ: 013099-013099
  • DOI: 10.7566/jpscp.1.013099
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SMILE-II: Balloon-borne Telescope for Background-suppressed Soft Gamma-ray Imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sawano, T. Tanimori et al.
  • 雑誌名: JPS Conf. Proc 巻: 1 ページ: 013099-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial resolution of a μPIC-based neutron imaging detector (2013)
  • 著者名/発表者名: J.D.Parker, T.Tanimori et al.
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. & Meth. A 巻: 726 ページ: 155-161
  • DOI: 10.1016/j.nima.2013.06.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulation of Gas Avalanche in a Micro Pixel Chamber using Garfield++ (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Takada, T. Tanimori et al
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Development of the Balloon-Borne sub-MeV Gamma-ray Compton Camera Using an Electron-Tracking Gaseous TPC and a Scintillation Camera" (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Ueno T.Tanimori et al.,
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 7
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Prompt Gamma Detection for Range Verification in Proton Therapy" (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Kurosawa, T.Tanimori et al.,
  • 雑誌名: Current Applied Physics 巻: 12 ページ: 364-368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Searches for very high energy gamma rays from blazars with CANGAROO-III telescope in 2005-2009 (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Mizumura T. Tanimori et al.
  • 雑誌名: Astropartilce Physics 巻: 35 号: 9 ページ: 563-572
  • DOI: 10.1016/j.astropartphys.2012.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Refinement of position resolution in two-dimensional X-ray detector based on mu-PIC gaseous (2012)
  • 著者名/発表者名: J.D.Parker T.Tanimori et al.
  • 雑誌名: Nucl. Instrum & Meth. A 巻: 674 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.nima.2012.01.043
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an Electron-Tracking Compton Camera using CF4 gas at high pressure for improved detection efficiency (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Takahashi, T.Tanimori, et al
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics A 巻: 628 ページ: 150-153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of the Tracking Compton/Pair-Creation Camera based on a Gaseous TPC and a Scintillation Camera (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ueno, T.Tanimori, et al
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics A 巻: 628 ページ: 158-161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-Tracking Compton Gamma-Ray Camera for Small Animal and Phantom Imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Kabuki, T.Tanimori, et al
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics A 巻: 623 ページ: 606-607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an 8×8 array of LaBr3(Ce) scintillator pixels for a gaseous Compton gamma-ray (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Kurosawa, T.Tanimori, et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods is Physics Research Section A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Performance of 8×8 Pixel LaBr3:Ce and Gd2SiO5:Ce Scintillator Arrays Coupled to a 64-channel Multi-anode (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Kurosawa, T.Tanimori, et al.
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Nuclear Science Vol 56 ページ: 3779-3788
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Observation of Diffuse Cosmic and Atmospheric Gamma Rays with an Electron-Tracking Compton Camera Loaded on (2009)
  • 著者名/発表者名: A.Takada, T.Tanimori, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan, Supplement 78 ページ: 161-164
  • 査読あり
• [学会発表] Possibility of deep all sky survey of MeV gamma rays due to Electron Tracking Compton Camera (ETCC) (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori
  • 学会等名: A Synergistic View of the High Energy Sky (10th INTEGRAL Workshop)
  • 発表場所: Annapolis, MD, USA
  • 年月日: 2014-09-15 – 2014-09-19
• [学会発表] Observation of Relativistic Electron Precipitations using imaging gamma camera with balloon experiment around the polar cap (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 2014
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-07-30
• [学会発表] High sensitivity observation for celestial MeV gamma rays by Electron Tracking Compton camera with a balloon borne experiment (2014)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori
  • 学会等名: Technology and Instrumentation in Particle Physics 2014 (TIPP2014)
  • 発表場所: Amsteldam, Neitherland
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-06
• [学会発表] SMILE-II: Observation of Celestial and Terrestrial MeV Gamma rays at Balloon altitude using Electron Tracking Compton Camera in the North Pole (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori et al.
  • 学会等名: [1] The 21st ESA Symposium on European Rocket and Balloon Program and Related Research
  • 発表場所: Thun, Switzerland
• [学会発表] Imaging detection for GRBs with high sensitivity and good polarimetry by Electron Tracking Compton camera (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori
  • 学会等名: EUL GRB Workshop 2013
  • 発表場所: Moscow satate Univ. Russia
  • 招待講演
• [学会発表] Possible high sensitivity observations for both line and continuum MeV gamma rays from Super Nova and Remnants by electron tracking Compton camera (2013)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori
  • 学会等名: Long-term Workshop on Supernovae and Gamma-Ray Bursts
  • 発表場所: Yukawa Institute, Kyoto Univ, Kyoto
• [学会発表] Development of electron tracking Compton camera for both balloon and future satellite experiments (2012)
  • 著者名/発表者名: Toru Tanimori
  • 学会等名: Int. Workshop “Gamma-Ray Bursts: Probing the Science,
  • 発表場所: モスクワ大学
  • 招待講演
• [学会発表] Uses of the electron tracking Compton camera for biomedical imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: T.tanimori
  • 学会等名: 韓国物理学会年会
  • 発表場所: Phoenix park hotel, Gangwon, Korea(招待講演)
  • 年月日: 2010-10-21
• [学会発表] Electron Tracking Compton Camera with gas-TPC and LaBr3 pixels (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tanimori
  • 学会等名: Towards new MeV astronomy capabilities
  • 発表場所: Max Planck Inst., Garching, Germany
  • 年月日: 2009-10-21
• [備考] SMILE PROJECT
  • URL: http://www-cr.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/MeV-gamma/wiki/wiki.cgi
• [備考] 天体MeVガンマ線検出器の開発
  • URL: http://www-cr.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/MeV-gamma/index.html
• [備考] Sub-MeV gamma-ray Imaging Loaded-on-balloon
  • URL: http://www-cr.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/MeV-gamma/en/index.html
• [備考]
  • URL: http://www-cr.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/MeV-gamma/index.html
• [産業財産権] ガンマ線画像取得装置およびガンマ線画像取得方法 (2021)
  • 発明者名: 谷森 達、高田 淳史, 水本 哲矢、友野 大
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 取得年月日: 2021
• [産業財産権] ガンマ線画像取得装置およびガンマ線画像取得方法 (2017)
  • 発明者名: 谷森達
  • 権利者名: 京都大学
  • 出願年月日: 2017-05-29
  • 外国
• [産業財産権] ガンマ線画像取得装置およびガンマ線画像取得方法 (2016)
  • 発明者名: 谷森 達
  • 権利者名: 京都大学
  • 産業財産権番号: 2016-107780
  • 出願年月日: 2016-05-30