セラミック製ガス電子増幅フォイルを用いたミュオグラフィ非破壊検査装置の開発

陶瓷气体电子放大箔muography无损检测装置的研制

基本信息

批准号：
20K14507
负责人：
武内陽子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、宇宙から降り注ぐミューオンを用いた非破壊検査技術に着目し、高位置分解能かつリアルタイム測定ができる小型ミューオン検出器として、ガス電子増幅フォイル(GEM)を用いた3次元飛跡取得システムを開発している。この検出器の要でもあるGEMが放電で壊れない様にするため、我々はGEMの絶縁体を無機物のセラミックス(Low Temperature Co-fired ceramics (LTCC)：低温同時焼成セラミックス)にしたLTCC-GEMを開発し、装置に搭載することにした。本年度の研究目標は、前年度に引き続き、LTCC-GEMの放電がさらに起こりにくくする改良であるが、製造上の関係でLTCC材の変更をしなければならない。新候補となる2種類のLTCC材でLTCC-GEMのテストピースを複数枚作成し、Ar/CO2(70%:30%)のガスフロー下でGEM印加電圧と電子増幅率や放電数などの関係性を調査した。結果、従来品の物と比べ、低いGEM印加電圧で放電が発生し測定に影響を及ぼすだけでなく、電子増幅率も半分以下に低下していることが分かった。さらに今回同時期に作成した従来LTCC材のGEMも以前ほどの性能が出ないことが判明した。それぞれのGEM表面の穴加工エリア全面を顕微鏡撮像し、穴加工精度や電極面の様子を確認した。現在、それらのデータをまとめ、原因の解明と製造方法の対策を検討中である。

这项研究的重点是使用从空间中掉下的MUON进行的非破坏性测试技术，并使用气体电子放大箔（GEM）作为一个可以执行高位置分辨率和实时测量值的小型MUON检测器开发3D轨道采集系统。为了防止GEM（这是该检测器的关键）通过放电分解，我们开发了由GEM绝缘子（低温共同燃料陶瓷（LTCC））制成的LTCC-GEM，并决定将其安装在设备中。今年的研究目标是从上一年开始，这使LTCC-GEM更有可能导致排放的改进也是如此，但是由于制造原因，必须更改LTCC材料。使用两种新型的LTCC材料创建了多个LTCC-GEM测试片，并根据AR/CO2的气流（70％：30％）研究了应用的GEM电压与电子扩增速率与排放数量之间的关系。结果，发现与常规产品相比，放电是在较低的GEM施加电压下发生的，这会影响测量值，并且电子扩增因子也减少了一半。此外，已经发现，以前由LTCC材料制成的宝石不像以前那样有效。每个宝石表面的整个孔处理区域都在显微镜下成像，以检查孔处理精度和电极表面的状态。目前，我们正在编译这些数据，阐明原因并考虑如何处理制造方法。