新素材キャピラリープレートガス比例計数管を用いた宇宙X線偏光度検出器の開発研究

采用新材料毛细管板气体正比计数器的宇宙X射线偏振探测器的研发

• 批准号: 15740133
• 负责人: 門叶 冬樹
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15740133/
• 关键词: X線偏光計; X線光電子; キャピラリーガス比例計数管; X線天文学; ガス検出器; キャピラリープレート

本研究は、山形大学が独自に開発を進めてきた新しい概念の優れた位置分解能を有するX線検出器であるキャピラリープレートガス比例計数管(CGPC)を用いて、広いエネルギー領域に高い感度をもつ飛翔体搭載用撮像型宇宙X線偏光度検出器の実用化に向けた開発を目的に研究を行った。キャピラリープレートは,極めて細いガラス管(100μm)の束であり,X線の入射位置を数10μmという優れた位置分解能で検出することを可能にするガス放射線位置検出器のための新しい素材である。偏光X線が,ガス中で光電吸収されるとき光電子の射出方向に指向性があり、この電子のガス中での電離による飛跡の測定によりX線の偏光度が検出できる。そこで我々は、キャピラリープレートガス比例計数管の偏光度検出能力の詳細な性能評価試験を国内の放射光施設であるSPring-8およびフォトンファクトリー(PF)において行った。評価実験を行った-ムラインはSPring-8がBL38B1でPFはBL14Aである。天体観測用X線偏光計において、X線のエネルギーに対する偏光度検出能力を調べる事は重要な性能評価パラメータである。そのためには、まず各施設のX線ビームの偏光度を精度良く調べておく必要がある。我々はコンプトン・トムソン散乱の原理を利用した簡易型X線偏光計を開発し、各放射光施設のX線のエネルギーに対する偏光度測定をCPガス検出器の性能評価実験に先だって行った。その結果、SPring-8(BL38B1)とPF(BL14A)の偏光X線ビームに対する偏光度はそれぞれ99%と82%であり、各放射光施設とも本開発試験において十分な性能を有していることがわかった。続いて、このX線ビームをキャピラリープレートガス比例計数管に入射させ偏光度検出能力の評価試験を行った。その結果、15keV偏光X線に対して得られた光電子飛跡の方向分布はX線の偏光方向に大きく依存しており、モジュレーション因子約25%の偏光解析能力を持つことを示した。

进行了这项研究是为了开发成像型宇宙X射线极化探测器的实际应用，用于使用毛细管板气比例计数器（CGPC）（CGPC）在广泛的能量范围内具有较高灵敏度的弹丸，这是一个具有出色的位置分辨率，Yamagata University已独立开发的新概念。毛细管板是一束极薄的玻璃管（100μm），这是一种用于气体辐射位置检测器的新材料，可检测具有出色位置分辨率的X射线入射位置，分辨率为几十千M。当极化X射线被光电吸收时，它们是朝向发射光电子的方向的，并且可以通过测量这些电子的电离引起的轨道来检测X射线的极化程度。因此，我们对spring-8和Photon Factory（PF）的毛细管板气体比例计数器的极化检测功能进行了详细的性能评估测试，这是家用同步加速器辐射设施。进行了评估实验-Spring -8为BL38B1，PF为BL14A。在天文观测X射线极性计中，检查相对于X射线能量的检测极化的能力是重要的性能评估参数。为此，有必要首先准确检查每个设施上X射线梁的极化程度。我们开发了一个简单的X射线偏振仪，它利用了Compton-Thomson散射的原理，并在CP气体检测器的性能评估实验之前测量了每个同步加速器设备在每个同步加速器设备上的X射线偏振能。结果，极化X射线梁的弹簧-8（BL38B1）和PF（BL14A）的极化度分别为99％和82％，发现每个同步辐射设施在此开发测试中都具有足够的性能。随后，X射线束入射在毛细管板气体比例反管上，以对极化检测能力进行评估测试。结果表明，对于15 KEV极化X射线获得的光电子轨道的方向分布在很大程度上取决于X射线的极化方向，并且具有调制因子的约25％的椭圆分析能力。

项目成果

光電効果を利用した天体観測用X線偏光計の開発

利用光电效应开发用于天文观测的X射线偏振计

• 发表时间: 2003
• 期刊: 放射線 29
• 作者: 門叶冬樹;櫻井敬久;郡司修一;他3名
• 通讯作者: 他3名