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太陽コロナダイナミクスを解明するナノ加工・計測技術による超高精度X線イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 26247031
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 天文学
研究機関国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

坂尾 太郎  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (00225781)

研究協力者 末松 芳法  
山内 和人  
松山 智至  
成影 典之  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
38,090千円 (直接経費: 29,300千円、間接経費: 8,790千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2014年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワード太陽物理学 / X線結像光学 / ナノ加工 / ナノ計測 / スペースオプティックス / 宇宙科学 / 量子ビーム
研究成果の概要

太陽コロナ中のプラズマダイナミクスを解明する上で鍵を握る、1秒角を上回る空間分解能でのX線イメージングを将来、宇宙からの太陽観測で実現することを目指し、これに必要な高精度の斜入射X線ミラーの開発研究を進めた。空間スケールに応じたミラー形状誤差の改善目標と、目標を実現するための研磨・計測アプローチを策定し、それに基づいたミラーの試作とSPring-8放射光施設でのX線結像性能評価を繰り返し、8 keVのX線に対し回折限界に到達する空間分解能(約0.1秒角)を持つX線ミラー試作に成功した。これにより高精度X線ミラーの国産開発のための技術的基盤を獲得した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

天体のX線撮像観測に用いられる斜入射ミラーは、波長の短いX線を精密に結像させるため、製作にナノレベルの加工精度と計測精度が必要である。米国のメーカーが撤退して以降、世界中で作れなくなっていた高精度斜入射ミラーを国産で開発することをめざして研究を進め、空間分解能が回折限界に到達する極めて高精度のミラーを実現することに成功した。研究を通じてミラーの加工と計測の方法論および技術基盤を国内に蓄積した。

報告書

(5件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 将来太陽観測に向けた高精度斜入射X線ミラーの開発研究2018

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 後藤拓実, 山田純平, 安田周平, 山内和人, 香村芳樹, 木目歩美, 末松芳法, 成影典之, 石川真之介
    • 雑誌名

      第18回宇宙科学シンポジウム 講演集

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of precision Wolter mirrors for solar x-ray observations2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakao*, S. Matsuyama, T. Goto, J. Yamada, S. Yasuda, K. Yamauchi, Y. Kohmura, A. Kime, A. Miyake, T. Maezawa, H. Hashizume, Y. Suematsu, N. Narukage, and S. Ishikawa
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10386 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1117/12.2273507

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 太陽観測に向けたサブ秒角Wolterミラーの開発研究2017

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 後藤拓実, 山田純平, 安田周平, 山内和人, 香村芳樹, 木目歩美, 末松芳法, 成影典之
    • 雑誌名

      第17回宇宙科学シンポジウム講演集

      巻: ー

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of precision Wolter mirrors for future solar x-ray observations2015

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T., Matsuyama, S., Kime, A., Goto, T., Nishihara, A., Nakamori, H., Yamauchi, K., Kohmura, Y., Miyake, A., Hashizume, H., Maezawa, T., Suematsu, Y., and Narukage, N.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 9603 ページ: 96030U-96030U

    • DOI

      10.1117/12.2188905

    • 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] The soft x-ray photon-counting telescope for solar observations2014

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T., Narukage, N., Suematsu, Y., Watanabe, K., Shimojo, M., Imada, S., Ishikawa, S., and DeLuca, E. E.
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 9144 ページ: 91443D-91443D

    • DOI

      10.1117/12.2055925

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 将来太陽観測に向けた高精度Wolterミラーの研究2019

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 山田純平, 井上陽登, 萩原拓, 山内和人, 香村芳樹, 末松芳法, 成影典之, 石川真之介
    • 学会等名
      第19回宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 太陽X線観測に向けた高精度斜入射ミラー開発研究の状況 (2)2019

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 山田純平, 井上陽登, 萩原拓, 山内和人, 香村芳樹, 末松芳法, 成影典之, 石川真之介
    • 学会等名
      日本天文学会2019年春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 将来太陽観測に向けた高精度斜入射X線ミラーの開発研究2018

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 後藤拓実, 山田純平, 安田周平, 山内和人, 香村芳樹, 木目歩美, 末松芳法, 成影典之, 石川真之介
    • 学会等名
      第18回宇宙科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Precision Wolter mirrors for future x-ray observations of the Sun2018

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T., Matsuyama, S., Goto, T., Yamada, J., Inoue, T., Hata, K., Yamaguchi, H., Yamauchi, K., Kohmura, Y., Kime, A., Miyake, A., Miyazawa, T., Hashizume, H., Suematsu, Y., Narukage, N., and Ishikawa, S.
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics, Conference 10760
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽X線観測に向けた高精度斜入射ミラー開発研究の状況2018

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 山田純平, 井上陽登, 波多健太郎, 山口浩之, 萩原拓, 山内和人, 香村芳樹, 末松芳法, 成影典之, 石川真之介
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 太陽観測に向けたサブ秒角Wolterミラーの開発研究2017

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 後藤拓実, 山田純平, 安田周平, 山内和人, 香村芳樹, 木目歩美, 末松芳法, 成影典之
    • 学会等名
      第17回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所
    • 年月日
      2017-01-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Development of Precision Sub-Arcsecond-Resolution Wolter Mirrors for Future X-ray Observations of the Sun2017

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T., Matsuyama, S., Goto, T., Yamada, J., Yasuda, S., Yamauchi, K., Kohmura, Y., Kime, A., Suematsu, Y., Miyake, A., Maezawa, T., and Hashizume, H.
    • 学会等名
      International Conference on X-ray Optics and Applications 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of precision Wolter mirrors for solar x-ray observations2017

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T., Matsuyama, S., Goto, T., Yamada, J., Yasuda, S., Yamauchi, K., Kohmura, Y., Kime, A., Miyake, A., Maezawa, T., Hashizume, H., Suematsu, Y., Narukage, N., and Ishikawa, S.
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics, Conference 10386
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 太陽X線観測用超高精度Wolterミラーの研究進捗2017

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 松山智至, 後藤拓実, 山田純平, 安田周平, 山内和人, 香村芳樹, 末松芳法, 成影典之
    • 学会等名
      日本天文学会2017年春季年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 小型衛星に向けた光子計測型軟X線望遠鏡の検討2017

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎, 成影典之, 石川真之介, 川手朋子, 今田晋亮, 下条圭美
    • 学会等名
      太陽研連シンポジウム「太陽系科学の中での太陽研究の将来展望」
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 太陽X線観測用超高精度Wolterミラーの研究開発2016

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎、松山智至、後藤拓実、西原明彦、中森紘基、山内和人、木目歩美、香村芳樹、末松芳法、成影典之
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春季年会
    • 発表場所
      首都大学東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光子計測型(フォトンカウンティング)太陽X線撮像望遠鏡の概要と開発状況2016

    • 著者名/発表者名
      成影典之、坂尾太郎、石川真之介
    • 学会等名
      太陽研究者連絡会シンポジウム
    • 発表場所
      国立天文台・三鷹
    • 年月日
      2016-02-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 太陽観測に向けた高精度サブ秒角Wolterミラーの開発研究2016

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎、松山智至、後藤拓実、西原明彦、中森紘基、山内和人、木目歩美、香村芳樹、三宅明、橋爪寛和、前沢忠和、末松芳法、成影典之
    • 学会等名
      第16回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所
    • 年月日
      2016-01-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Progress in precision Wolter mirrors for soft x-ray observations of the sun2016

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T., Matsuyama, S., Goto, T., Yamauchi, K., Kohmura, Y., Miyake, A., Maezawa, T., Hashizume, H., Suematsu, Y., Narukage, N., and Ishikawa, S.
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics, Conference 9963
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel shape measurement method for imaging mirrors using an x-ray grating interferometer2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuyama, S., Kime, A., Sakao, T., Suematsu, Y., Kohmura, Y., Yabashi, M., Ishikawa, T., and Yamauchi, K.
    • 学会等名
      SPIE Optics + Photonics, Conference 9962
    • 発表場所
      San Diego, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光子計測型軟X線望遠鏡 ー サイエンスとミッション構想 (Photon Counting Soft X-ray Telescope - Science and Mission Concept)2016

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎
    • 学会等名
      シンポジウム「スペース太陽研究の到達点と将来像」
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Precision Wolter Mirrors for Future Observations of the X-ray Sun2015

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T.
    • 学会等名
      8th International Workshop on Astronomical X-ray Optics
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2015-12-08
    • 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] Soft X-ray Photon-Counting Spectroscopic Imager2015

    • 著者名/発表者名
      Sakao, T.
    • 学会等名
      14th RHESSI Workshop
    • 発表場所
      New Jersey Institute of Technology, New Jersey, U.S.A.
    • 年月日
      2015-08-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2回反射型X線ミラーのためのX線スローププロファイラの開発2015

    • 著者名/発表者名
      松山智至、木目歩美、後藤拓実、西原明彦、香村芳樹、石川哲也、坂尾太郎、山内和人
    • 学会等名
      精密工学会2015年春季大会
    • 発表場所
      東洋大学
    • 年月日
      2015-03-17 – 2015-03-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 太陽観測に向けた高精度サブ秒角Wolterミラーの開発検討2015

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎、松山智至、木目歩美、後藤拓実、西原明彦、山内和人、末松芳法、成影典之
    • 学会等名
      第15回宇宙科学シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所
    • 年月日
      2015-01-06 – 2015-01-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 将来スペース太陽観測に向けた超高精度Wolterミラーの開発2014

    • 著者名/発表者名
      坂尾太郎、松山智至、木目歩美、山内和人、末松芳法、成影典之
    • 学会等名
      日本天文学会2014年秋季年会
    • 発表場所
      山形大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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