2003 Fiscal Year Annual Research Report

Micro TPCの開発及びこれを用いたガンマ線イメージング法の研究

Research Project

Project/Area Number	03J05002
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	永吉勉京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)
Keywords	ガス検出器 / 微細電極構造 / イメージング / Time Projection Chamber / MeVガンマ線 / コンプトン法 / 中性子イメージング / ヘリウム3
Research Abstract	Micro TPCは、我々のグループで独自に開発した微細電極構造をもつガス検出器Micro Pixel Chamber (μ-PIC)を基礎としている。このμ-PICは、長時間安定動作など開発当初の目標をある程度達成したが、ガス増幅率やその一様性に問題が残っていた。この問題を解決するために、三次元電磁場解析ソフトMaxwellとガス検出器シミュレーションプログラムGarfieldを組み合わせたシミュレーションを行った。このシミュレーションの結果、従来のμ-PICの問題点が明らかになった。また、電極間の放電に関する考察からさらなる電極構造の改良点を提案した。このシミュレーションに基づいてアノード形状を改良した新しいμ-PICを開発した。このμ-PICの動作試験の結果、シミュレーションと一致するガス増幅率が得られ、その一様性も大幅に改善した。また、高いガス増幅率での安定動作や、イメージング性能(位置分解能)など、Micro TPCに要求される性能があることが示された。さらに、30cm角の大面積μ-PICの開発が始まっており、μ-PICの実用化に近づいている。また、Micro TPCとシンチレーターを組み合わせたガンマ線イメージング検出器のプロトタイプを製作し、実際のガンマ線源を用いてイメージングの検証実験を行った。その結果、電子の方向を利用したガンマ線再構成に世界で始めて成功した。また、従来のコンプトン法では難しい二つのガンマ線源を同時に再構成する実験にも成功している。今後は角度分解能など定量的な評価に取り組むことになる。この他に、Micro TPCの応用研究として、中性子イメージングの研究が始まっている。この原理検証実験として、中性子と^3Heの相互作用によって生じた陽子と三重水素核(トリトン)の飛跡を観測する実験を行い、飛跡と各粒子のエネルギー損失の測定に成功した。このように、本年度の研究によってMicro TPCは完成しつつあり、その応用の研究を始められる段階に達している。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T.Nagayoshi et al.: "Performance of Large Area Micro Pixel Chamber"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 513. 277-277 (2003)
[Publications] T.Nagayoshi et al.: "Development of μ-PIC and its imaging properties"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (掲載予定).
[Publications] H.Kubo, T.Nagayoshi et al.: "Development of a time projection chamber with micro-pixel electrodes"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 513. 94-94 (2003)
[Publications] R.Orito, T.Nagayoshi et al.: "A novel design of the MeV gamma-ray imaging detector with Micro-TPC"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 513. 408-408 (2003)
[Publications] T.Tanimori, T.Nagayoshi et al.: "MeV γ-ray detector with micro-TPC"New Astronomy Reviews. 48. 48-48 (2004)
[Publications] K.Miuchi, T.Nagayoshi et al.: "Performance of the TPC with Micro Pixel Chamber Readout : micro-TPC"IEEE Transactions on Nuclear Science. 50. 825-825 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

Micro TPCの開発及びこれを用いたガンマ線イメージング法の研究

Principal Investigator

永吉 勉 京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)

Research Products

[Publications] T.Nagayoshi et al.: "Performance of Large Area Micro Pixel Chamber"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 513. 277-277 (2003)

[Publications] T.Nagayoshi et al.: "Development of μ-PIC and its imaging properties"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. (掲載予定).

[Publications] H.Kubo, T.Nagayoshi et al.: "Development of a time projection chamber with micro-pixel electrodes"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 513. 94-94 (2003)

[Publications] R.Orito, T.Nagayoshi et al.: "A novel design of the MeV gamma-ray imaging detector with Micro-TPC"Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 513. 408-408 (2003)

[Publications] T.Tanimori, T.Nagayoshi et al.: "MeV γ-ray detector with micro-TPC"New Astronomy Reviews. 48. 48-48 (2004)

[Publications] K.Miuchi, T.Nagayoshi et al.: "Performance of the TPC with Micro Pixel Chamber Readout : micro-TPC"IEEE Transactions on Nuclear Science. 50. 825-825 (2003)

永吉勉京都大学, 大学院・理学研究科, 特別研究員(DC2)