| 研究課題/領域番号 |
21H03738
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
伊豫本 直子 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40508173)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 放射線 / 分光 / 超伝導 / 極低温 / マイクロカロリメータ / 超伝導材料・素子 / 低温物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
熱計測型の放射線検出器であるマイクロカロリメータは、電荷計測型より１桁から２桁優れたエネルギー分解能を持つことから、可視光から数百keV程度のガンマ線までの幅広い領域で開発が進んでいる。本課題ではより高エネルギーの数百keVから数MeVのガンマ線を対象としたマイクロカロリメータを開発する。この帯域で十分な検出効率を得るために必要なガンマ線吸収体のサイズでは、ガンマ線が吸収された場所から温度計まで熱が伝わるのにかかる時間が距離に依存するため、信号パルス波形のばらつきが無視できなくなることによりエネルギー分解能が悪化する。本課題では位置検出型のマイクロカロリメータの開発によりこの問題を解決する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、ガンマ線のエネルギーと入射位置を高精度で測定可能な位置検出型TES型マイクロカロリメータ（PoST）を、ビスマスおよび鉛をガンマ線の吸収体として開発した。吸収体の大型化に対応するためメンブレン構造を改良し、Co-60やCs-137を用いた冷却実験により性能を評価した。多重散乱や雑音の影響を考慮した出力波形シミュレーションを実施し、長さ20 mmのPoSTにおいて0.4 mmの位置分解能が得られることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、位置検出型TESマイクロカロリメータの製作と動作実証、さらに多重散乱や雑音の影響を考慮したシミュレーションの両面から、数100 keVからMeV領域のガンマ線に対する高精度な位置・エネルギー測定が可能であることを明らかにした。これは将来的なコンプトンカメラ開発や放射線医療、原子力分野への応用が期待される。
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