| 研究課題/領域番号 |
26707011
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
常定 芳基 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (50401526)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 宇宙線 |
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| 研究実績の概要 |
宇宙線空気シャワーが発する「チェレンコフ光」を捕らえるための検出器１５台を開発している。検出器は米国ユタ州の砂漠地帯に400m間隔で設置する。
初年度は光センサである「光電子増倍管」と高電圧電源等を調達し、ゲインなどの特性試験を行った。光電子増倍管の集光効率を向上させるため、コーン型の集光装置（Winstone cones）を共同研究者のいるユタ大学にて開発した。また光電子増倍管からの信号波形を測定してデジタル化、記録するための高速ADCを備えたエレクトロニクスを外部業者（ブレインズ社）と共同で開発した。これは200メガヘルツのフラッシュ型ADCを搭載しており、100ナノ秒程度の幅をもった空気チェレンコフ光に対応する光電子増倍管からのパルスを記録するのに十分な性能を持っており、要求された仕様を満たすものを製作することができた。このエレクトロニクスはLinux OSを内蔵しており、取得されたデータはこのエレクトロニクスで直接保存でき、無線ネットワークにて遠隔操作が可能であるとともにネットワーク経由でデータを吸い出すこともできる。また検出器の動作を制御するための入出力ポートを備えた回路を自作し、光電子増倍管、ブレンズ社製エレクトロニクスと合わせての動作試験にも成功した。さらに、検出器は屋外で仕様するため、自律稼働させるための発電用太陽電池パネルと大容量バッテリーも調達した。検出器筐体（モーター駆動による開閉装置つき）の設計も行ったが、製作は2015年度にユタ大学内の工房にて行う（当初の予定通り）。なお2015年度に予定している米国への物品輸送のコストを抑えるため、大きさと重量の大きな太陽電池パネルとバッテリーは米国で調達し、共同研究者のいるユタ大学に納品した。2014年6-7月にはユタ州の実験予定地へ出張し、検出器設置予定場所の測量等を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
開発が必要な部分は当初の予定通り進行したが、調達予定であった物品のうち１種（１５式）の調達が行えず、初年度の達成度は100%ではなかった。
予定では１５台の検出器それぞれが無線LANで通信するための無線LANモジュールを調達する予定であった。各検出器が有線LANで通信できることは確認できており、あとは無線LANモジュールを調達して接続すればよいだけであったが、調達を予定していた日本製の製品が、米国の法令によって実験サイトでは使用できないことがわかり、米国製製品を使うように変更することとなった。米国業者とのやりとりにおいて拙速を避けるため、調達は次年度に持ち越すこととした。
事前の調査不足が原因ではあるが、開発が必要な部分ではなく製品と購入元の変更だけである（日本の業者から日本製品を購入するか、米国の業者から米国製品を購入するか）。既に米国ユタ州内の業者と連絡を取って機種選定が済んでおり、2015年度前半には調達して使用できるようになる予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
2014年度に調達できなかった１５台の無線LANモジュール（米国の法令に適合する機種）を米国ユタ州内の業者より調達してユタ大学に納品する。また既に設計が完了している検出器の筐体（モーター駆動によるカバーつき）をユタ大学内の工房で製作する。日本で調達、製作した物品（光電子増倍管、高電圧電源、FADCとLinuxを搭載したエレクトロニクス、自作した回路等）をユタ大学へ輸送する。既に現地で調達している太陽電池パネルやバッテリーも含め、検出器の組立作業を９月に行い、動作試験を行う。検出器組立は１日１台程度として約２週間の見込み。観測サイトへの検出器の設置は１０月に行う（９月以前では砂漠地帯での日中作業は困難である）。まず設置予定場所１５カ所には土台を設置する。そして検出器の移動と設置にはチャーターしたヘリコプターを用い、設置作業そのものは１日で完了させる。その後無線LAN用アンテナの調整などを含む作業ののち、１２月より観測を開始する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究進行状況において記述したように、購入予定であった日本製物品が、実験を行う米国においては使用できないことが判明した。無線LANに関連する製品が、米国の電波関連法令によって使用できないことがわかり、米国製の製品を米国の業者から購入することにした。米国の業者とはやりとりを始めたが、新しい機種の選定と調達が2014年度内に完了しない可能性があったため、年度内の購入を見送った。
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| 次年度使用額の使用計画 |
既に米国の業者とやりとりをし、使用する無線LANモジュール（米国電波法令適合品）の機種選定が済んでおり、2015年度前半には繰越分の研究費を使用して調達し、研究を進められる予定。
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