| 研究課題/領域番号 |
22KJ1475
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| 補助金の研究課題番号 |
22J12717 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
荻野 直樹 金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | ガンマ線バースト / X線検出器 / CCD / ASIC / イメージセンサー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、次世代のガンマ線バースト（GRB）観測を担う史上最高感度のX線検出器システムの開発を行う。このシステムは、ロブスターアイ光学系、イメージセンサー、読み出し基板で構成され、ガンマ線バーストの検知と位置決定を行う。まず、イメージセンサーの候補であるpnCCDを駆動するためのファームウェアを完成させ、軟X線検出能力を定量化する。GRB検出ロジックをFPGAに実装する。その後、ロケット打ち上げ時の振動環境を考慮した筐体設計と熱設計を行い、完成後すぐに衛星搭載可能な検出器システムにする。最終的に、要求感度と位置分解能を満たすことを実証するために、検出器システムの詳細な撮像性能試験を行う。
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| 研究実績の概要 |
我々は、ロブスターアイと呼ばれる特殊なX線光学系とX線イメージセンサー(pnCCD)を組み合わせた史上最高感度の広視野X線検出器の開発を行っている。pnCCDは、ドイツのPNDetector社が開発したX線CCDで、欧州の科学観測衛星や加速器で積極的に利用されている。しかし、国内での利用実績が乏しく、読み出し基板の開発から駆動ロジックの開発および性能評価まですべて行う必要があった。本研究では、読み出し基板の開発および駆動ロジックの開発を行い、その性能評価を行った。
今年度は、(1) 読み出しASICの信号をAD変換するADC基板の開発、(2) pnCCDや読み出しASICへの電源供給を行う電源基板の開発を行った。
(1) ADC基板の開発：昨年度までに開発したADC基板では、実装されている4つのASICの内、2つのASICで公称値の約4倍の読み出しノイズが発生していることが明らかになった。そこで、今年度は原因と思われる個所を修正した新たなADC基板の設計・開発を行った。
(2) 電源基板の開発：pnCCDおよび読み出しASICは、単一の電源ではなく、10種類以上の様々な電源を用いる必要がある。昨年度までは多数の安定化電源から供給していたが、実験の再現性や人的ミスの恐れから新たに電源基板の設計・開発を行った。
どちらの基板も年度内で設計・開発が終了しており、現在は製造段階に移っている。製造・納品が済み次第、デバッグ作業に移っていく予定である。
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