Development of a new detector onboard micro satellite for the MeV gamma-ray observation

兆电子级伽马射线观测新型星载探测器的研制

基本信息

批准号：
21K13946
负责人：
内田悠介
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Tokyo University of Science (2022)Hiroshima University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は宇宙環境下において、テルル化カドミウム(CdTe)/亜鉛テルル化カドミウム(CZT)半導体検出器を用いて天体からのX線・ガンマ線を検出することを目的として検出器開発を行うことである。超小型衛星によりとくにMeVガンマ線の検出を目指すが、軌道上には高エネルギー粒子が存在することから、検出器の性能劣化やバックグラウンド評価を適切に行うことが大事である。本年度は(1) 半導体検出器の開発　(2)　気球観測によるX線・ガンマ線検出器実験に関して研究を進めた。(1)に関しては昨年度購入したCZT半導体検出器を基板作成から読み出しを行うことを目的としてすすめた。本年度は実際に検出器からの信号を読み出すことを目標に開発を進めてきたが、基板の作成が遅れそこまでは至らなかった。一方で、昨年度に引き続き高エネルギー荷電粒子による半導体検出器の評価をシリコン半導体で作成されたSOI検出器の一つであるINTPIXを利用して放医研にて行なった。粒子の入射角度を変えることで検出器の空乏層厚を評価した。(2)に関してはおよそ地上40 kmでのCZTを使用した気球実験XL-Caliburに参加し、高高度でのCZT検出器の使用を試みた。気球実験は7月にスウェーデンより放球され高度およそ40 kmを6日間飛行した。天体信号を捉えることはできなかったが、極域付近での高高度での検出器のバックグラウンドデータを実データとして得ることができた。

这项研究是为了开发一个检测器，目的是使用三尿酸镉（CDTE）/锌 - 加杜尔德（czt）半导体检测器在空间环境中检测X射线和伽马射线。尽管我们的目标是尤其是使用超小卫星检测MEV伽马射线，但由于轨道上存在高能量颗粒，因此正确评估检测器的性能和背景评估很重要。今年，我们对（1）使用气球观测的半导体检测器（2）X射线和伽马射线检测器实验进行了研究。关于（1），我们建议去年购买的CZT半导体检测器在制备基板后读取基板。今年，我们一直在开发产品，目的是实际阅读探测器的信号，但董事会的创建并未延迟。另一方面，在去年之后，该公司使用Intpix（由硅半导体制成的SOI探测器之一）在国家放射与医学科学研究所在美国放射与医学科学研究所进行了高能量的颗粒评估了半导体探测器。通过改变颗粒的入射角来评估检测器耗竭层的厚度。关于（2），我们使用CZT在地面上方约40 km的情况下参加了XL-Calibur球囊实验，并试图在高海拔地区使用CZT检测器。气球实验于7月从瑞典释放，并在约40公里的高度飞行了六天。尽管无法捕获天体信号，但在极地附近的高海拔地区的检测器的背景数据作为实际数据获得。