半導体を用いた太陽硬X線スペクトル計の開発

1998 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 09640327
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 天文学
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 坂尾 太郎 国立天文台, 野辺山太陽電波観測所, 助手 (00225781)
• 研究分担者: 西尾 正則 鹿児島大学, 理学部, 助教授 (70135383) ; NISHIO Masanori Kagoshima University, Faculty of Science, Associate Professor (70135383) ; NISHIO Masanori Kagoshima University, Faculty of Science, Associate Professor (70135383) ; NISHIO Masanori Kagoshima University, Faculty of Science, Associate Professor (70135383) ; NISHIO Masanori Kagoshima University, Faculty of Science, Associate Professor (70135383)
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• キーワード: 太陽フレア / 粒子加速 / 半導体検出器

研究概要

本研究では、気球搭載を念頭に置いた、半導体を用いた太陽硬X線スペクトル計の開発を目指した。以下に、各年度での研究実績・成果を述べる。
平成9年度:気球搭載用の硬X線スペクトル計の開発に先立って、市販の半導体検出器(CdZnTe結晶)ならびにプリアンプ・高圧電源を導入して、半導体検出器の基本的な動作特性の把握を行なった。また、増幅器や波高弁別器などの放射線測定機器モジュールを導入し、次年度以降の実験環境の整備を進めた。
平成10年度:前年度に市販半導体素子の特性把握を行なったのに続き、以下の開発検討を進めた。
1.搭載用素子の試作と評価:気球搭載機器の開発に実績のある、(株)クリアパルス社と協力して、スペクトル計に用いるCdTe素子の試作(5mm・10mm・15mm□;各0.5mm厚)を行なった。試作にあたっては、スペクトル計を構成するためのアレイ化・スタック化が行えるパッケージデザインを採用した。素子の特性評価、および強度などのパッケージデザインの検証を重点的に進め、気球搭載に向けてのパッケージデザインに一定の目処を立てた。
2.気球システムの検討:宇宙科学研究所の気球工学研究室の協力を得て、気球の到達高度、気球搭載時の姿勢検出・制御、テレメトリ・コマンド計、観測時の運用方式、など、気球システム全般にわたる検討を行った。その結果、(姿勢検出器など)既開発の気球搭載品を効率よく利用できる見通しが得られ、システム面から見た気球搭載の成立性を確認することができたと同時に開発スケジュールの策定を進めた。
附記:しかしながら、当該研究期間中より、科学目的からの要求を満たすエネルギー分解能(20keVで分解能3keV)を持つCdTe素子が製作できなくなるという問題が発生し、十分な性能の半導体素子の開発は残念ながら研究期間中に完了することはできなかった。その後、この問題は平成12年秋に解決し、スペクトル計開発は平成13・14年の2度の気球フライトに結実した。

研究成果

• [文献書誌] 小林研(ほか5名): "CdTe検出器を使った太陽フレアの硬X線スペクトル観測"大気球シンポジウム平成10年度(宇宙科学研究所). 18-21 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 小林研(ほか6名): "CdTe検出器を使った太陽フレアの硬X線観測計画"大気球シンポジウム平成11年度(宇宙科学研究所). 13-16 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ken Kobayashi: "Development of a Balloon-borne Hard X-ray Spectrometer for Solar Flare Observation"Master Thesis, Department of Astronomy, School of Science, University of Tokyo. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kobayashi, K., Tsuneta, T., Kumagai, K., Sakao, T., Shibasaki, K., Kosugi, T.: "Observation of Solar Flare Hard X-ray Spectra with CdTe Detectors"Proc. "Large Balloon Symposium 1998", Institute of Space and Astronautical Science. 18-21 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kobayashi, K., Tsuneta, S., Kumagai, K., Shibasaki, K., Kosugi, T., Sakao, T., Saito, Y.: "Solar Flare Hard X-ray Observation Project with CdTe Detectors"Proc. "Large Balloon Symposium 1999", Institute of Space and Astronautical Science. 13-16 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kobayashi, K.: "Development of a Balloon-borne Hard X-ray Spectromenter for Solar Flare Observation"Master Thesis, Department of Astronomy, School of Science, University of Tokyo. (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より