2004 Fiscal Year Annual Research Report
高圧キセノンガスを用いたMeV領域ガンマ線コンプトン型撮像装置の開発
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16360041
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
宮島 光弘 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50044756)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷部 信行 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (10127904)
宮地 孝 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20013401)
柴村 英道 埼玉県立大学短期大学部, 教授 (30100605)
小林 正規 早稲田大学, 理工学術院, 講師 (70312080)
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| Keywords | 粒子測定技術 / 放射線 / センサー / 光計測 |
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| Research Abstract |
(1)高圧キセノンガスによるMeV領域γ線コンプトンテレスコープ製作に関して、高圧容器の二層化、電極構造、フィードスルーなどの検討などを含め、各種シュミレーションを行った。10気圧のキセノンガスでは、1MeVのγ線では20度程度の角度分解能が、10MeVで約5度程度の角度分解能になることが分かった。検出効率としては、ガスの密度、容器形状などに依存するが、直径200mm、深さ100mmの2層型の検出器にキセノンガスを10気圧充填したもので約く1%になることが分かった。
(2)真空・ガス充填システムの詳細設計・製作を行い、真空システムに不純物ガス分析装置を導入した。これで、添加ガス濃度の計測や、不純物の検出が可能になった。
(3)γ線テレスコープ設計に必須の各種基礎データとしてキセノンのシンチレーション収量、電子収量、ガス中での電子輸送パラメータの測定を行った。
電子の輸送パラメータとしては、電子の移動中の横拡散及び移動速度を測定して、電子の特性エネルギー決定した。現在は、添加ガスとして水素、メタンなどを混入したキセノンのシンチレーション及び電荷収量、輸送パラメータなどの測定が進行中。一方、純粋なキセノンの低圧(1-2気圧)でのシンチレーション収量の測定から、1個の光子を放出させるのに費やす平均のエネルギーが59.4eVであり、このような低圧でも再結合光が観測されることを見出した。また、高圧キセノン(3.5-37気圧)のシンチレーション収量、電荷収量の測定を行った。26気圧で23万個の光子収量が、20万個の電子収量が得られている。さらに、水素を0.2%添加したキセノンガスでのシンチレーション収量が、純粋キセノンの約80%になることを見出した。
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