超伝導共振器アレイを用いた位置分解可能な食品用放射線検出器の開発

• 研究課題/領域番号: 25706029
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 成瀬 雅人 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (10638175)
• 研究協力者: 明連 広昭 ; 田井野 徹 ; 宮本 法明 ; 久保田 立記
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円); 2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2014年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円); 2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 超伝導検出器 / 放射線検出器 / 力学インダクタンス検出器 / 放射線 / 超伝導素子 / 微細加工 / ガンマ線検出器 / 超伝導共振器 / マイクロ波

研究成果の概要

本研究の目的は、食品中の放射線量検出システムに使用する超伝導検出器アレイの基礎開発である。本研究で開発する放射線検出器の特徴は高速動作・高感度かつ位置分解可能な点にある。
100素子規模で90%以上の高い歩留りを持つデバイスを実現するとともに、裏面に鉛吸収体を張り付けたデバイスを用いて、Cs-137から放射される662 keVの放射線の検出に成功した。実験には0.3 K冷凍機を用い、3.7 keVのエネルギー分解能と3.5 us程度の動作時間であることを明らかにした。本課題で提案する放射線検出器システムの原理実証に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Radiation Tolerance of Aluminum Microwave Kinetic Inductance Detector (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Karatsu, A. Dominjon, T. Fujino T. Funaki, M. Hazumi, F. Irie, H. Ishino, Y. Kida, T. Matsumura, K. Mizukami, M. Naruse, T. Nitta, T. Noguchi, N. Oka, S. Sekiguchi, Y. Sekimoto, M. Sekine, S. Shu, Y. Yamada, T. Yamashita
  • 雑誌名: Journal of Low Temperature Physics 巻: 184 ページ: 540-546
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高温超伝導体を用いた放射線検出器アレイの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田 立記 成瀬 雅人 田井野 徹 明連 広昭
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 116, (175) ページ: 13-17
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 超伝導マイクロ共振器による放射線検出器の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 成瀬雅人, 宮本法明, 田井野徹, 明連広明
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 114 ページ: 39-42
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] マイクロ波超伝導共振器を用いた高感度テラヘルツ波検出器の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 成瀬 雅人 渡辺 芳晴 布川 裕真 田井野 徹 明連広昭
  • 雑誌名: 信学技報 巻: 113(11) ページ: 21-25
• [学会発表] 高温超伝導体を用いた放射線検出器アレイの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久保田 立記 成瀬 雅人 田井野 徹 明連 広昭
  • 学会等名: 超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 埼玉大学 （埼玉県さいたま市）
  • 年月日: 2016-08-08
• [学会発表] Development of Frequency Sweeping Readout System for Microwave Kinetic Inductance Detectors (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Karatsu, H. Kiuchi, T. Okada, Y. Sekimoto, M. Sekine , S. Sekiguchi , S. Shu , T. Nitta , A. Dominjon, M. Naruse, and T. Noguchi
  • 学会等名: The International Workshop on Low Temperature Detectors
  • 発表場所: Grenoble, France
  • 年月日: 2015-07-20
  • 国際学会
• [学会発表] シリコン基板の形状加工による放射線検出器の感度向上 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮本法明, 成瀬雅人, 田井野 徹, 明連広昭
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-15
• [学会発表] 超伝導マイクロ共振器による放射線検出器の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 成瀬雅人，宮本法明，田井野 徹，明連広昭
  • 学会等名: 電子情報通信学会超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-16
• [学会発表] 超伝導共振器アレイによるガンマ線イメージングカメラの基礎開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 成瀬雅人，宮本法明，田井野 徹，明連広昭
  • 学会等名: 第75回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学 （北海道札幌市）
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Superconducting gamma- ray detectors for food screening systems (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Naruse, N. Miyamoto, T. Taino, and H. Myoren
  • 学会等名: Applied superconductivity conference 2014
  • 発表場所: Charlotte, NC, USA
  • 年月日: 2014-08-12 – 2014-08-15
• [学会発表] マイクロ波超伝導共振器を用いた高感度テラヘルツ波検出器の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 成瀬 雅人 渡辺 芳晴 布川 裕真 田井野 徹 明連広昭
  • 学会等名: 電子情報通信学会 超伝導エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 機会振興会館 (東京都）
• [学会発表] Superconducting microresonator array detector for gamma ray radiation from cesium-137 (2013)
  • 著者名/発表者名: Masato Naruse, Hiroaki Myoren, Tohru, Taino
  • 学会等名: the 7th edition of Asian Conference On Applied Superconductivity and Cryogenics
  • 発表場所: Perissia hotel conference center, Turkey