惑星着陸機搭載元素分析用X線発生装置の安定高輝度化

• 研究課題/領域番号: 26800239
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 固体地球惑星物理学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 長岡 央 早稲田大学, 理工学術院, 次席研究員 (10707805)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 蛍光X線分析 / 惑星探査 / 焦電結晶 / 能動型X線発生装置

研究成果の概要

将来の惑星着陸探査への搭載を目指し、焦電結晶を励起源としたX線発生装置のX線強度の安定化と高輝度化に関わる研究を行った。実験により装置に封入する結晶の種類やサイズ、電子を集めＸ線を放出するための銅薄膜のサイズや形状、封入する部品の幾何配置の最適化を図った。基礎実験結果を基に、焦電結晶、ペルチェ素子、円筒型金属ターゲット（銅薄膜を添付）を窒素N2で１Pa以下の環境下のもと真空装置に封入し、装置から発生するX線を測定した。本研究で最適化した発生装置のX線強度は、市販のCool-X（Amptek社）のものと比較して、約50倍以上の高輝度X線が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Instrumental Overview of an Active X-ray Spectrometer for Future Lunar Landing Mission (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nagaoka, N. Hasebe, H. Kusano, Y. Amano, E. Shibamura, T. Ohta, T.J. Fagan, M. Naito, H. Kuno, J.A. Matias Lopes
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 11
  • DOI: 10.7566/jpscp.11.040004
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Current Development Status of an X-ray Generator for X-ray Fluorescence Analysis on Space Mission (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Kusano, N. Hasebe, H. Nagaoka, M. Naito, M. Mizone, Y. Amano, E. Shibamura, H. Kuno
  • 雑誌名: JPS Conference Proceedings 巻: 11
  • DOI: 10.7566/jpscp.11.040005
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Instrumental overview of an active X-ray spectrometer (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nagaoka, N. Hasebe, H. Kusano, Y. Amano, E. Shibamura, H. Kuno, T. Ohta, T.J. Fagan, H. Kuno, J. A. Matias Lopes
  • 雑誌名: Proceedings of JPS 巻: in press
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 惑星探査機搭載に向けた蛍光X線分光計の焦電結晶X線発生装置の基礎開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長岡央、長谷部信行、草野広樹、大山裕輝、内藤雅之、柴村英道、久野治義
  • 雑誌名: X線分析の進歩 巻: 46 ページ: 347-354
  • NAID: 40020425439
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 重力天体着陸探査に向けた元素分析装置「能動型蛍光X線分光計」の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長岡央，長谷部信行，柴村英道，内藤雅之，天野嘉春，太田亨， Fagan Timothy
  • 学会等名: 日本惑星科学会2016年秋季講演会
  • 発表場所: ノートルダム清心女子大学
  • 年月日: 2016-09-12
• [学会発表] Instrumental overview and scientific expectation of Active X-ray Spectrometer (AXS) for future lunar landing mission (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nagaoka, Nobuyuki Hasebe, Hiroki Kusano, Yoshiharu Amano, Eido Shibamura, Tohru Ohta, Timothy J. Fagan, Masayuki Naito, Haruyoshi Kuno
  • 学会等名: 13th Annual Meeting Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)
  • 発表場所: National convention center, Bejin, China
  • 年月日: 2016-07-31
  • 国際学会
• [学会発表] 将来の月着陸探査機搭載能動型蛍光Ｘ線分光計の概要とその開発状況 (2016)
  • 著者名/発表者名: 長岡央; 長谷部信行; 草野広樹; 内藤雅之; 柴村英道; 天野嘉春; 太田亨; Fagan Timothy
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2016
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2016-05-22
• [学会発表] Active X-ray fluorescence spectrometer on-board landing rover for future lunar and planetary landing missions (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Nagaoka, N. Hasebe, H. Kusano, M. Naito, E. Shibamura, H. Kuno, Y. Amano, T. Ohta, T.J. Fagan
  • 学会等名: 47th Lunar and Planetary Science Conference, Texas
  • 発表場所: Texas, US
  • 年月日: 2016-03-21
  • 国際学会
• [学会発表] Current status of development for active X-ray fluorescence spectrometer for future planetary missions (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Nagaoka, N. Hasebe, H. Kusano, M. Naito, E. Shibamura, H. Kuno, K. J. Kim, J.A.M. Lopes, J. Martinez-Frias
  • 学会等名: 78th Annual Meeting of the Meteoritical Society
  • 発表場所: Berkeley, California
  • 年月日: 2015-07-27
  • 国際学会
• [学会発表] 月着陸探査に向けた能動型X線分光計の開発状況 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長岡央、長谷部信行、草野広樹、内藤雅之、柴村英道、天野嘉春、太田亨、Fagan Timothy
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2015-05-24 – 2015-05-28
• [学会発表] 月着陸探査に向けた能動型Ｘ線分光計の開発状況 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長岡央、長谷部信行、草野広樹、内藤雅之、柴村英道、天野嘉春、太田亨、Fagan Timothy
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張，日本
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] X-ray generator for active X-ray fluorescence spectrometer on-board landing rover for future planetary missions (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Nagaoka, M. Naito, N. Hasebe, H. Kusano, E. Shibamura, H. Kuno, K.J. Kim, J. A. Lopes
  • 学会等名: 46th Lunar and Planetary Science Conference
  • 発表場所: Texas, US
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-20
• [学会発表] 将来の惑星探査に向けた小型放射線分光装置の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長岡央、長谷部信行、草野広樹、内藤雅之、柴村英道、天野嘉春、太田亨、Fagan Timothy
  • 学会等名: 日本惑星科学会2014年秋季講演会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26