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ナノ秒時間分解・超高速ピクセルアレイX線検出器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25246040
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

岸本 俊二  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (00195231)

研究分担者 田中 真伸  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00222117)
足立 伸一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (60260220)
春木 理恵  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 研究員 (30404031)
連携研究者 三井 隆也  量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所, 上席研究員 (20354988)
越水 正典  東北大学, 工学研究科, 准教授 (40374962)
錦戸 文彦  量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所, 研究員 (60367117)
池野 正弘  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核科学研究所, シニアフェロー (40391718)
島崎 昇一  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核科学研究所, 専門技師 (80391803)
研究協力者 瀬戸 誠  京都大学, 原子炉実験所, 教授 (40243109)
内田 智久  高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核科学研究所, 准教授 (40435615)
研究期間 (年度) 2013-10-21 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
43,420千円 (直接経費: 33,400千円、間接経費: 10,020千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2014年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2013年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
キーワード量子ビーム / 放射光X線 / X線検出器 / 時間分解測定 / ピクセルアレイ検出器 / 放射光核共鳴散乱 / 放射光 / 時間分解実験 / シリコン・アバランシェフォトダイオード / ピクセルアレイ / 時間分解X線実験 / 核共鳴散乱 / マルチチャンネル・スケーリング / マルチチャンネルスケーリング / シリコンアバランシェフォトダイオード
研究成果の概要

ナノ秒応答とミクロン空間分解能を両立させた超高速ピクセルアレイX線検出器システム(128ピクセル・一次元アレイ)を開発した。アバランシェフォトダイオード(Si-APD)により検出器自身の応答を従来のシリコンピクセル検出器と比べて100倍以上高速化した。このシステムを放射光X線を使う原子核共鳴散乱研究に用いた。サブナノ秒タイミング(0.5ナノ秒)により核放射線を区別し、特定元素の電子状態を10-100μmの領域ごとに一度に測定することができた。

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Si-APD linear-array x-ray detector with 10-100 μm spatial and sub-nanosecond time resolution2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, S. Shimazaki, M. Saito, M. Ikeno and M. Tanaka
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1741 ページ: 040034-040034

    • DOI

      10.1063/1.4952906

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of 67 keV x-rays with a scintillation detector using proportional-mode2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Inoue and Shunji Kishimoto
    • 雑誌名

      AIP Conf. Proc.

      巻: 1741 ページ: 040032-040032

    • DOI

      10.1063/1.4952904

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Iodine Anions in KI and LiI Aqueous Solutions Studied by 127I Nuclear Resonant Quasi-Elastic Scattering2016

    • 著者名/発表者名
      Rie Haruki, Masanori Koshimizu, Fumihiko Nishikido, Ryo Masuda, Yasuhiro Kobayashi, Makoto Seto, Yoshitaka Yoda, Shunji Kishimoto
    • 雑誌名

      Hyperfine Interactions

      巻: 237 号: 1 ページ: 71-71

    • DOI

      10.1007/s10751-016-1288-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of organic moieties on the scintillation properties of organic-inorganic layered perovskite-type compounds2016

    • 著者名/発表者名
      N. Kawano, M. Koshimizu, A. Horiai, F. Nishikido, R. Haruki, S. Kishimoto, K. Shibuya, Y. Fujimoto, T. Yanagida, and K. Asai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 11 ページ: 110309-110309

    • DOI

      10.7567/jjap.55.110309

    • NAID

      210000147215

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast scintillation timing detector using proportional-mode avalanche photodiode for nuclear resonant scattering experiments in high-energy2016

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Inoue, Shunji Kishimoto
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research

      巻: A806 ページ: 420-424

    • DOI

      10.1016/j.nima.2015.10.035

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Si-APD Linear-array X-ray Detector with 10-100 μm Spatial and Sub-nanosecond Time Resolution2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, S. Shimazaki, M. Saito, M. Ikeno, and M. Tanaka
    • 雑誌名

      AIP Conference Proceedings

      巻: 1732

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] X-ray detection capability of bismuth-loaded plastic scintillators2015

    • 著者名/発表者名
      M. Koshimizu, G. H. V. Bertrand, M. Hamel, S. Kishimoto, R. Haruki, F. Nishikido, T. Yanagida, Y. Fujimoto, and K. Asai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 10 ページ: 102202-102202

    • DOI

      10.7567/jjap.54.102202

    • NAID

      210000145740

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Silicon avalanche photodiode linear-array detector with multichannel scaling system for pulsed synchrotron X-ray experiments2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, T. Taniguchi, S. Shimazaki, M. Ikeno, M. Saito, and M. Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Instrumentation

      巻: 10

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear resonant scattering measurements on 57Fe by multichannel scaling with a 64-pixel silicon avalanche photodiode linear-array detector2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, T. Taniguchi, S. Shimazaki, M. Ikeno, M. Saito, and M. Tanaka
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 85 号: 11

    • DOI

      10.1063/1.4900862

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-Energy X-Ray Detection by Hafnium-Doped Organic-Inorganic Hybrid Scintillators Prepared by Sol-Gel Method2014

    • 著者名/発表者名
      Yan Sun, Masanori Koshimizu, Natsuna Yahaba, Fumihiko Nishikido, Shunji Kishimoto, Rie Haruki, and Keisuke Asaio
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 14 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4875025

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 64-Pixel linear-array Si-APD detector for X-ray time-resolved experiments2013

    • 著者名/発表者名
      S Kishimoto, H Yonemura, S Adachi, S Shimazaki, M Ikeno, M Saito, T Taniguchi and M Tanaka
    • 雑誌名

      Nucl. Instr. and Meth. A

      巻: A731 ページ: 53-56

    • DOI

      10.1016/j.nima.2013.06.023

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A fast X-ray detector using silicon avalanche photodiodes of 64-pixel linear array2013

    • 著者名/発表者名
      S Kishimoto, H Yonemura, S Adachi, S Shimazaki, M Ikeno, M Saito, T Taniguchi and M Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Physics: ConferenceSeries

      巻: 425 号: 6 ページ: 62007-62007

    • DOI

      10.1088/1742-6596/425/6/062007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 128チャンネルSi-APDリニアアレイX線検出器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      岸本 俊二、春木 理恵
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 4チャンネル高速APDシンチレーション検出器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      井上圭介、岸本俊二
    • 学会等名
      第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      神戸芸術センター(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2017-01-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Silicon avalanche-photodiode linear-array X-ray detector of 64 or 128 pixels with 0.5 ns time-bin multichannel scaler2016

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, R. Haruki, and T Mitsui
    • 学会等名
      2016 IEEE Nuclear Science Symposium & Medical Imaging Conference
    • 発表場所
      ストラスブール(フランス)
    • 年月日
      2016-10-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 128ピクセル・Si-APDリニアアレイ検出器による0.5 ns時間分解X線測定2016

    • 著者名/発表者名
      岸本 俊二、春木 理恵、三井 隆也
    • 学会等名
      日本物理学会・2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 比例モードSi-APDシンチレーョン検出器によるNi-61核共鳴散乱測定2016

    • 著者名/発表者名
      井上 圭介、岸本 俊二、春木 理恵、依田 芳卓、小林 康浩、瀬戸 誠、越水 正典、錦戸 文彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 5 GS/s デジタイザーによるSi-APD ピクセルアレイ検出器のパルス波形記録2016

    • 著者名/発表者名
      岸本俊二,池野正弘,庄子正剛,田中真伸
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 0.5nsマルチチャンネル・スケーラSi-APDリニアアレイ検出器による核共鳴前方散乱測定2016

    • 著者名/発表者名
      岸本俊二、三井隆也、春木理恵
    • 学会等名
      第29日本放射光学会年会・合同シンポジウム
    • 発表場所
      柏の葉カンファレンスセンター(千葉県柏市)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] A Si-APD linear-array pixel detector for Nuclear Resonant Scattering measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Shunji Kishimoto
    • 学会等名
      The 5th International Workshop on Nuclear Resonace Scattering of Synchrotron Radiation
    • 発表場所
      ハンブルグ (ドイツ)
    • 年月日
      2015-09-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] サブナノ秒時間分解能ピクセルアレイ検出器システムによるX 線散乱測定2015

    • 著者名/発表者名
      岸本俊二,春木理恵,島崎昇一,斉藤正俊,池野正弘,田中真伸
    • 学会等名
      日本物理学会2015 年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Si-APD Linear-array X-ray Detector with 10-100 μm Spatial and Sub-nanosecond Time Resolution2015

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, S. Shimazaki, M. Saito, M. Ikeno, and M. Tanaka
    • 学会等名
      12th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation
    • 発表場所
      ニューヨーク(USA)
    • 年月日
      2015-07-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si-APDリニアアレイによる空間・時間分解能を両立させた核共鳴散乱測定2015

    • 著者名/発表者名
      岸本 俊二, 三井 隆也, 春木 理恵, 島崎 昇一, 斉藤 正俊, 池野 正弘, 田中 真伸
    • 学会等名
      日本物理学会・第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 0.5nsマルチチャンネル・スケーリングによるSi-APDリニアアレイ検出器システム2015

    • 著者名/発表者名
      岸本俊二, 春木 理恵, 島崎 昇一, 斉藤 正俊, 池野 正弘, 田中 真伸
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会・合同シンポジウム
    • 発表場所
      立命館大びわこ・くさつキャンパス
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Silicon avalanche-photodiode linear array detector with multichannel scaling system for pulsed synchrotron X-ray experiments2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto, T. Mitsui, R. Haruki, Y. Yoda, T. Taniguchi, S. Shimazaki, M. Ikeno, M. Saito and M. Tanaka
    • 学会等名
      International Workshop on Semiconductor Pixel Detectors for Particles and Imaging (PIXEL2014)
    • 発表場所
      Sheraton on the Falls, Niagara Falls, Canada
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Si-APDリニアアレイ検出器によるFe-57核共鳴散乱測定

    • 著者名/発表者名
      岸本俊二、 三井 隆也、春木 理恵、依田 芳卓
    • 学会等名
      日本放射光学会年会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] X-ray Time-resolved Measurements with a 64-pixel Si-APD Linear-array detector

    • 著者名/発表者名
      S. Kishimoto
    • 学会等名
      AFAD Workshop
    • 発表場所
      Australian Synchrotron, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Si-APDによるX(γ)線用ピクセルアレイ検出器の開発

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/fpix/index_j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [備考] 高速シンチレータの開発 (FSCI)

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/fsci/index_j.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [備考] (1)「Si-APDによるX(γ)線用ピクセルアレイ検出器の開発」

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/fpix/index_j.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] (2)「高速シンチレータの開発 (FSCI)」

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/fsci/index_j.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Si-APDによるX(γ)線用ピクセルアレイ検出器の開発: FPIX

    • URL

      http://rd.kek.jp/project/fpix/index_j.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-10-24   更新日: 2019-07-29  

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