Development of a Large-Area Position-Sensitive Gamma-Ray Microcalorimeter

2024 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03738
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Iyomoto Naoko 九州大学, 工学研究院, 准教授 (40508173)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 放射線 / 分光 / 超伝導 / 極低温 / マイクロカロリメータ

Outline of Final Research Achievements

We developed position-sensitive transition-edge sensor (TES) microcalorimeters (PoSTs) for gamma-rays. To accommodate larger absorbers, We improved the membrane structure to support large absorbers and verified the operation using Co-60 and Cs-137 sources. We performed simulations considering multiple scattering and noise to demonstrate that a position resolution of 0.4 mm can be achieved with a 20 mm-long PoST.

Free Research Field

放射線計測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、位置検出型TESマイクロカロリメータの製作と動作実証、さらに多重散乱や雑音の影響を考慮したシミュレーションの両面から、数100 keVからMeV領域のガンマ線に対する高精度な位置・エネルギー測定が可能であることを明らかにした。これは将来的なコンプトンカメラ開発や放射線医療、原子力分野への応用が期待される。