低エネルギー重粒子計測用高速中性粒子観測器の開発

低能重粒子测量高速中性粒子观测装置研制

• 批准号: 16740282
• 负责人: 淺村 和史
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16740282/
• 关键词: 粒子観測器; 惑星探査; 磁気圏; 機器開発; 高速中性粒子; スパッタリング

宇宙空間における非熱的中性粒子、特に1keV以下の低エネルギー重粒子の観測は過去にはほとんど行われていない。しかし、これが可能になれば、例えば以下のような点で大きな発展が期待されている。○地球の極域電離圏起源の重イオンの磁気圏への逃散フラックスの空間構造の観測○惑星・月の表面から放出されるスパッタリング粒子の観測○LISM (local interstellar medium)の観測本年度は、前年度までの計算機シミュレーションによる観測器形状の最適化の結果を基に、観測器テストモデルの試作を行った。本研究はスウェーデン宇宙科学研究所(IRF)との共同研究であるため、試作したものは日本側が担当する検出器部である。本観測器は飛行時間計測法(TOF法)という粒子の速度を計測する方法で入射粒子の質量分析を行う。このためには検出器(MCP)で発生する信号の出力タイミングを1ns程度の高い時間分解能で決めなくてはならない。真空チェンバーを用いた予備的な試験では、MCPからの出力信号は各アノード(信号取り出し部)に分離して取り出せており、良好な結果を得ている。本検出器は最終的にはスウェーデンに送り、観測器全体を組み上げ、粒子ビームなどを用いた本格的な試験を開始する予定である。

对太空中非热中性粒子的观测非常少，特别是低于1 keV的低能重粒子。然而，如果这成为可能，预计将在以下领域取得重大进展。 ○从地球极地电离层进入磁层的逃逸通量的空间结构的观测。 ○对行星和月球表面发射的溅射粒子的观测。 ○基于 LISM 的观测。根据利用计算机模拟优化观察器形状的结果，我们构建了原型观察器测试模型。由于这项研究是与瑞典空间科学研究所（IRF）的联合研究，因此原型机是日方正在处理的探测器部分。该仪器使用飞行时间 (TOF) 方法对入射粒子进行质量分析，该方法测量粒子的速度。为此，必须以约 1 ns 的高时间分辨率确定检测器 (MCP) 生成的信号的输出时序。在使用真空室的初步测试中，可以将MCP的输出信号分别提取到每个阳极（信号提取部分），并获得了良好的结果。该探测器最终将被送往瑞典，在那里组装整个观测装置，并开始使用粒子束和其他技术进行全面测试。

项目成果

Energetic neutral atom imaging mass spectroscopy of the Moon and Mercury environments

月球和水星环境的高能中性原子成像质谱

• 发表时间: 2006
• 期刊: Advances in Space Research 37
• 作者: Y.Kazama;S.Barabash;A.Bhardwaj;K.Asamura;Y.Futaana;M.Holmstrom;R.Lundin;R.Sridharan;P.Wurz
• 通讯作者: P.Wurz

Low energy neutral atom imaging on the Moon with the SARA instrument aboard Chandrayaan-1 mission

使用月船一号任务中的 SARA 仪器对月球进行低能中性原子成像

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Earth System Science 114・6
• 作者: A.Bhardwaj;S.Barabash;Y.Futaana;Y.Kazama;K.Asamura;D.McCann;R.Sridharan;M.Holmstrom;P.Wurz;R.Lundin
• 通讯作者: R.Lundin