全天に開口したその場計測型超高速微粒子検出器の試作

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360409
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 宮地 孝 早稲田大学, 理工学術院総合研究所, 教授 (20013401)
• 連携研究者: 長谷部 信行 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10127904) ; 宮島 光弘 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50044756) ; 武智 誠次 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40336764) ; 岩井 岳夫 東京大學, 大学院・工学研究科, 助教 (30272529) ; 小林 正規 千葉工業大学, 惑星探査研究センタ, 研究員 (70312080) ; 奥平 修 早稲田大学, 理工学術院, 講師 (30386718)
• 研究協力者: 藤井 雅之 早稲田大学, 理工学術院, 研究員 ; 岡田 長也 本多電子株式会社, 社員
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 宇宙利用・探査 / 宇宙ダスト検出器 / PZT

研究概要

全天方向性を有する超高速微粒子検出器を試作した。検出器は圧電性ジルコン酸チタン酸鉛(以下PZT)を構成要素とする12面体構造物で信号処理回路系と一体を成す。検出器特性を超高速微粒子及びXeイオン照射により調べた。感度特性、方向依存性、素子温度特性、素子集合による影響の有無、事象真偽判断、耐放射線及び校正方法を論じた。地上実験を基礎とする校正方法から衝突微粒子の速度と質量を決定した。水星探査機に搭載するダスト検出器への応用を論じた。

研究成果

• [雑誌論文] Development of the Mercury dust monitor (MDM) onboard the BepiColombo mission (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nogami, M. Fujii, H. Ohashi, T. Miyachi, S. Sasaki, S. Hasegawa, H. Yano, H. Shibata, T. Iwai, S. Minami, S. Takechi, E. Grun, R. Srama, Planet
  • 雑誌名: Space Sci. 58 ページ: 108
• [雑誌論文] Behavior of piezoelectric lead zirconate titanate irradiating with high-energy xenon ions (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, S. Morinaga, A. Kurozumi, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, H. Shibata, Y. Ochihori, N. Okada
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods 609 ページ: 272
• [雑誌論文] Dependence of thickness of lead zirconate titanate material used as radiation detector (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, S. Morinaga, A. Kurozumi, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, H. Shibata, T. Murakami, Y. Uchihori, N. Okada
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 105 ページ: 084903
• [雑誌論文] Detection of high-energy heavy ions using piezoelectric lead zirconate titanate (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, S. Morinaga, A. Kurozumi, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, H. Shibata T. Murakami, Y. Uchihori, N. Okada
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 105 ページ: 084903
• [雑誌論文] Characteristics of piezoelectric lead zirconate titanate multilayered detector bombarded with hypervelocity iron particles (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, T. Onishi, S. Minami, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, K. Mori, K. Nogami, H. Ohashi, S. Sasaki, H. Shibata, T. Iwai, E. Grun, R. Srama, N. Okada
  • 雑誌名: Adv. Space Res. 43 ページ: 455
• [雑誌論文] Measurement of temperature after hypervelocity collision of microparticles in the range from 10 to 40 km/s (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, M. Miyajima O. Okudaira, S. Takechi, T. Onishi, S. Minami, H. Shibata, H. Ohashi, T. Iwai, K. Nogami S. Sasaki, E. Grun, R. Srama, N. Okada
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 93 ページ: 174107
• [雑誌論文] Response of piezoelectric lead zirconate titanate detector to oblique impact with hypervelocity iron particles (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, T. Onishi, S. Minami, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, K. Mori, K. Nogami, H. Ohashi, S. Sasaki, H. Shibata, T. Iwai, E. Grun, R. Srama, N. Okada
  • 雑誌名: Earth Planets Space 60 ページ: 1187
• [雑誌論文] Measurement of incident position of hypervelocity particles on piezoelectric zirconate titanate detector (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, T. Onishi, S. Minami, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, K. Nogami, H. Ohashi, S. Sasaki, H. Shibata, T. Iwai, E. Grun, R. Srama, N. Okada
  • 雑誌名: Rev. Sci. Instrum 79 ページ: 043303
• [雑誌論文] Response of a pentagonal PZT element as a component of a 4π-real-time detector (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, G. Kuraza, K. Mori, O. Okudaira, N. Yamashita S. Sasaki, T. Iwai, K. Nogami, H. Matsumoto, H. Ohashi, H. Shibata, S. Minami, S. Takechi T. Onishi, E. Grun, R. Srama, N. Okada
  • 雑誌名: Adv. Space Res. 41 ページ: 1147
• [雑誌論文] Position sensitive elements for hypervelocity microparticles using a piezoelectric plate (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyachi, G. Kuraza, A. Nagashima, M. Fujii, N. Hasebe, N. Yamashita, K. Nogami, T. Iwai, H. Ohashi, H. Shibata, S. Minami, S. Takechi, T. Onishi, E. Grun, R. Srama, N. Okada
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 47 ページ: 3772
• [雑誌論文] Comparison between two piezoelectric lead-zirconate-titanate detectors bombarded with high-energy xenon beam (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, T. Onishi, S. Minami, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, K. Mori, H. Shibata, T. Murakami, Y. Uchihori, N. Okada
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 46 ページ: 1704
• [雑誌論文] Evaluation of piezoelectric lead-zirconate-titanate multilayere detector by Fourier analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi, T. Onishi, S. Minami, T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, K. Mori, H. Shibata, T. Murakami, Y. Uchihori, N. Okada
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods 577 ページ: 741
• [雑誌論文] Study of the characteristic lead zirconate titanate radiation detector using a pulsed xenon source
  • 著者名/発表者名: T. Miyachi, M. Fujii, N. Hasebe, O. Okudaira, S. Takechi, A. Kurozumi, S. Morinaga, T. Uno, H. Shibata, M. Kobayashi, T. Murakami, Y. Uchihori, N. Okada
  • 雑誌名: to appear in J. Appl. Phys. 107
• [学会発表] Study of the characteristic of a piezoelectric PZT radiation detector using a pulsed Xe source (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Miyachi
  • 学会等名: IEEE NSS/MIC
  • 発表場所: Orlando
  • 年月日: 2009-10-26
• [学会発表] Response of a pentagonal PZT element as a component of a 4πreal-time detector (2008)
  • 著者名/発表者名: T. miyachi
  • 学会等名: 36th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Beijin
  • 年月日: 2008-07-18
• [学会発表] Calibration of pentagonal PZT element as a component of a 4-πreal-time detector (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Miyachi
  • 学会等名: 37th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Montreal
  • 年月日: 2008-07-16
• [学会発表] Temperature dependence of a PZT piezoelectric sensor for Mercury Dust Monitor up to 150 oC (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Iwai
  • 学会等名: 37th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Montreal
  • 年月日: 2008-07-16
• [学会発表] Progress report on Mercury Dust Monitor for BepiColombo mission (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Takechi
  • 学会等名: 37th COSPAR Scientific Assembly
  • 発表場所: Montreal
  • 年月日: 2008-07-13
• [備考] 大西俊之、水星探査機搭載PZT素子の微粒子入射角特性に関する研究、修士論文(大阪市立大学,平成18年度)
• [備考] 森永慎也、高エネルギー重イオン粒子照射による圧電性PZT検出器能力の検討、修士論文(大阪市立大学、平成21年度)