半導体新感度理論による時間・空間・エネルギー変化同時計測可能新方式X線計測器

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07558062
• 研究種目: 試験研究(B)
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 長 照二 筑波大学, 物理学系, 助教授 (80171958)
• 研究分担者: 佐藤 恵二 セイコー電子工業, 技術本部, 開発研究員 ; 斉藤 豊 セイコー電子工業, 技術本部, 開発課長 ; 田中 茂利 福井工業高等専門学校, 教授, 校長 (20025240) ; 前沢 秀樹 文部省高エネルギー物理学研究所, 放射光実験施設, 教授 (40150015) ; 近藤 真史 筑波大学, 物理学系, 講師 (70222247)
• キーワード: X線計測器 / 半導体検出器 / 半導体X線感度 / X線感度理論 / 多層半導体検出器 / プラズマ計測器 / 放射光計測器 / 国際協力

研究概要

新理論による新方式多層X線計測器素子の設計・製作・特性試験を先ず、行った。
即ち、我々の提唱した、半導体X線感度新理論を用いた新方式多層X線計測素子の設計・特性計算を行った。内容として、(i)プラズマ計測時の真空環境下に於ける、計測素子の安定稼働性試験を行った。(ii)プラズマ閉じ込め用強磁場下に於いて、使用する極細配線等へ外力がかかった際の、構造上の問題を検討し、問題ないことを明らかにした。(iii)プラズマ実験時、ベ-キング等の温度変化に対する素子への影響の検討し、実際に問題ない事を明らかにした。(iv)多層構造に対し、一体型でなく、ユニット化した場合との構成・構造・各層のアラインメント法組み替えに対する配線も含めた全体構造の検討と、製作実施を行った。(v)プラズマ実験時の、設置スペースに対応したコンパクト化を検討した。(vi)国際協力時に、米国DIII-D装置では10×5×5cmのスペースに、欧州連合のJETでは真空容器内部の10cm四方に、直接設置したいとの要請に、充分対応できる準備をした。(vii)国内外の研究者への供給時、移送中の衝撃や任意の取扱に対する、堅固な構造。プラズマ実験時のノイズに対する素子のシールド対策を行った。
次に、新方式多層X線計測器素子の入射X線エネルギー感度特性評価と応用の検討を行った。即ち、(1)文部省高エネルギー物理学研究所の放射光施設の現有設備を用いた、上記の種々の試作検出素子のX線感度特性試験を行った。(2)同特性の新理論による解析・比較検討を行った。この結果、設計通りの性能を確認した。

研究成果

• [文献書誌] T. Cho et al.,: "Experimental Verification of the Three-Dimensional Diffusion Effect of X-ray-Produced Charges in Semiconductor X-ray Detectors on the Quantum Efficiency Enhancemen" Review of Scientific Instruments. 66No.2. 2300-2302 (1995)
• [文献書誌] M. Hirata et. al.,: "Plasma Electron Temperature Diagnostics Using Semiconductor X-ray Detector Data Anaiysed By a New Theory on the X-ray Responses" Applied Radiation and Isotopes. 46 No.6/7. 491-492 (1995)
• [文献書誌] J. Kohagura et. al.,: "Verification of a New Three-Dimensional Charge Diffusion Effect on the X-ray Responses of Multichannel Semiconductor Defector Array" Applied Radiation and Isotopes. 46 No.6/7. 489-490 (1995)
• [文献書誌] T. Cho et. al.,: "Observation of X-ray Energy Responses of Silicon Semiconductor Detectors and a New Three-Dimensional Theoretical Model for the Signals of Multichannel Detectors" Applied Radiation and Isotopes. 46 No.6/7. 487-488 (1995)
• [文献書誌] M. Hirata et. al.,: "Plasma Diagnostics Using Vacuum Ultraviolet Radiation And Soft X-rays in the GAMMA10 tandem Mirror Device" Journal of Election Spectroscopy And Related Phenomena. (in press).
• [文献書誌] J. Kohagura et. al.,: "A Novel Analysis Method for Plasma Light And Soft X-ray Tomography Data Including the Three-Dimensional Diffusion in A Semiconductor Detector Array" Journal of Electron Spectroscopy And Related Phenomena. (in press).