| 研究課題/領域番号 |
21246017
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
石崎 欣尚 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (10285091)
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| 研究分担者 |
田沼 肇 首都大学東京, 理工学研究科, 准教授 (30244411)
満田 和久 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所 宇宙物理学研究系, 教授 (80183961)
中井 泉 東京理科大学, 理学部, 教授 (90155648)
亀卦川 卓美 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 講師 (70195220)
篠崎 慶亮 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 筑波宇宙センター 研究開発本部, 研究員 (10435802)
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| キーワード | Ｘ線分光 / 超伝導材料・素子 / 超精密計測 |
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| 研究概要 |
電子サイクロトロン共鳴型イオン源多価イオン衝突装置を用いて地上で電荷交換反応X線を発生し、高エネルギー分解能のX線スペクトルの基礎データを測定することを目的として、超伝導遷移端温度計(TES)型X線マイクロカロリメータの動作環境の構築を行った。TESの動作温度100 mK以下に冷却するためには、2段式断熱消磁冷凍機を用いた。冷却能力の確認試験を行ったところ、液体ヘリウムの保持時間は48 h、最低到達温度は45 mK、100 mK以下の保持時間は2.6 hであり、温度環境の実現にめどがついた。続いて、TESを流れる電流の微小変化を測定するSQUIDをCryo-PermとNbで磁気遮蔽を行い、4 Kステージ上に設置して正常動作することを確認した。一方、検出器ステージに設置したTESが超伝導遷移しないという問題が明らかとなり、残留磁場の影響が疑われる。
並行して、電子サイクロトロン共鳴型イオン源で生成した水素様多価イオン (C5+，N6+，O7+)を太陽風と同等の速度 (300-800 km/s) にまで減速して希薄な気体標的 (H2，He，CH4)と衝突させ，一電子捕獲断面積および軟Ｘ線発光断面積の絶対値を系統的に測定した。一電子捕獲断面積については，全ての衝突系において従来の報告値と矛盾のない値が得られた。発光スペクトルについては，解析によって1s2-1snp (n = 2-5) 遷移の発光断面積を求めた。その結果，高励起状態からのカスケードによって最終的に1s2p状態の占有数が多くなり、何れの場合においても1s-2p 遷移が主要となることが判った。また，電子捕獲断面積と発光断面積の値を比較することで，一電子捕獲によって生成する一重項と三重項の生成断面積の比が統計重率の1:3 に近い値を取るという結果を得た。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成23年8月までに、TES カロリメータの性能評価をすませ、平成24年3月までに、イオンリングへの接続まで実施する予定であった。TESカロリメータが２段式断熱消磁冷凍機で超伝導遷移しないという問題が発生し、解決に時間を要している。また節電による装置停止と液体ヘリウムの入手難もあったため、実験期間の延長が必要となった。
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| 今後の研究の推進方策 |
2段式断熱消磁冷凍機を用いた超伝導遷移端温度計(TES)型X線マイクロカロリメータの動作環境の構築を継続するとともに、TESカロリメータを多価イオン衝突装置に接続しての測定が行えない場合も考慮して、代替の検出器を用いた測定を計画、実行する。
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