| 研究課題/領域番号 |
21K13946
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
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| 研究機関 | 東京理科大学 (2022)
広島大学 (2021) |
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研究代表者 |
内田 悠介 東京理科大学, 理工学部物理学科, 助教 (70873040)
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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 |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | X線・ガンマ線 / テルル化カドミウム / CdTe/CZT / ガンマ線検出器 / MeVガンマ線観測 / 半導体検出器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
多波長横断による天体構造形成の研究がなされている昨今において、MeVガンマ線での観測結果は乏しい。そこで、本研究では超小型衛星によるMeVガンマ線観測を目指して、コンパクトなMeVガンマ線に感度のあるコンプトン散乱型検出器を半導体を用いて作成する。本研究で作成する検出器は電子陽電子対生成のエネルギー511keVをカバーし、超新星残骸からの核ガンマ線を捉えることのできる0.3-3 MeVの帯域での観測を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本研究は宇宙環境下において、テルル化カドミウム(CdTe)/亜鉛テルル化カドミウム(CZT)半導体検出器を用いて天体からのX線・ガンマ線を検出することを目的として検出器開発を行うことである。超小型衛星によりとくにMeVガンマ線の検出を目指すが、軌道上には高エネルギー粒子が存在することから、検出器の性能劣化やバックグラウンド評価を適切に行うことが大事である。本年度は(1) 半導体検出器の開発 (2) 気球観測によるX線・ガンマ線検出器実験に関して研究を進めた。
(1)に関しては昨年度購入したCZT半導体検出器を基板作成から読み出しを行うことを目的としてすすめた。本年度は実際に検出器からの信号を読み出すことを目標に開発を進めてきたが、基板の作成が遅れそこまでは至らなかった。一方で、昨年度に引き続き高エネルギー荷電粒子による半導体検出器の評価をシリコン半導体で作成されたSOI検出器の一つであるINTPIXを利用して放医研にて行なった。粒子の入射角度を変えることで検出器の空乏層厚を評価した。
(2)に関してはおよそ地上40 kmでのCZTを使用した気球実験XL-Caliburに参加し、高高度でのCZT検出器の使用を試みた。気球実験は7月にスウェーデンより放球され高度およそ40 kmを6日間飛行した。天体信号を捉えることはできなかったが、極域付近での高高度での検出器のバックグラウンドデータを実データとして得ることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
半導体検出器の開発が遅れている。基板の作成の遅れによるものである。本研究の要であるが、一方で他の半導体検出器を利用して検出器完成後の評価に向けた研究を進めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き検出器の作成を進める。一方で、XL-Caliburのような同一種類の半導体検出器を使った検出器を使用した実験に参加することで、高高度で懸念されるバックグラウンドの評価について進めていく。
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