全天探査広視野MeVガンマ線カメラの開発及び気球実験による天体観測

全天域探测宽视场MeV伽马射线相机研制及气球实验天文观测

基本信息

批准号：
07J01178
负责人：
上野一樹
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

次期気球実験に向け、30cm角サイズのガンマ線イメージング検出器の開発を進めている。昨年度に引き続き、解析手法の改良等を進めることでさらに精度の向上に成功した。しかし、コンプトン反跳電子のトラッキングアルゴリズムの最適化はまだ完全なものとは言えず、今後の課題であり、これを達成することによって精度を原理限界まで近付けることができると期待される。また、昨年度に引き続き、有効面積拡大のためのガスの研究を行い、これまでの1気圧のアルゴンベースのガスから1.4気圧の四フッ化炭素ベースのガスに変更し、ガンマ線検出器としての性能を落とすことなく2倍の検出感度を得ることに成功した。並行して、次期実験以降に向け、新たな実験を行った。現在のガンマ線検出器はコンプトン散乱を利用したものであるが、入射ガンマ線のエネルギーが10MeVをこえると、電子陽電子対生成が主な相互作用となってくる。ガンマ線検出器は、原理的に電子陽電子のトラッキングが可能なはずで、しかも世界の現行の他の検出器よりも良い角度分解能が達成されると期待される。つまり、対生成事象を検出できれば、同じ検出器を用いてエネルギー帯域を広げることができ、かつ分解能も良いものができるということである。そこで、今回産総研と共同でレーザー逆コンプトンビームを用いた10Mev以上のガンマ線を用いたビーム試験を行った。その結果、イメージングに成功し、角度分解能も現行の他の検出器よりもファクター倍良い結果が得られた。今後、読み出し回路系等の改良を加えることで、さらに1桁以上分解能が良くなり、1立法メートルサイズの検出器を用い、ガスを選定すれば、50MeVでFermiと同等の有効面積が達成できると期待される。

为了准备下一个气球实验，我们正在开发30厘米的正方形伽马射线成像检测器。从去年开始，我们能够通过进一步改善分析方法进一步提高准确性。但是，康普顿后坐力电子跟踪算法的优化尚未完成，并且是未来的挑战，并且通过实现这一目标，可以预计准确性将接近原理极限。此外，在去年之后，我们对气体进行了研究以增加有效区域，从1个ATM的先前基于Argon的气体转变为1.4 ATM压力的基于四氟氟乙烯的气体，并成功地获得了两倍的检测敏感性，而无需降低伽马射线检测器的性能。同时，为下一个实验及其他实验进行了新的实验。当前的伽马射线检测器使用康普顿散射，但是当入射伽马射线的能量超过10 meV时，电子正电子对产生就会成为主要相互作用。伽马射线探测器原则上应能够跟踪电子正选项，并有望比世界其他当前检测器获得更好的角度分辨率。换句话说，如果可以检测到成对生成的事件，则可以使用相同的检测器来扩大能量频段并具有良好的分辨率。因此，我们与AIST合作，使用激光逆转池束使用10 MeV或更高的伽马射线进行了梁测试。结果，成像是成功的，并以其他当前检测器的效果两倍的因子获得了结果。将来，对读出电路系统等的改进将提高分辨率或更高的分辨率，并且如果使用1立方米大小的检测器，并且预计气体能够达到50 MEV的有效面积。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

電子飛跡コンプトンカメラを用いた陽子線治療のリアルタイムモニターとしての基礎的検討

电子跟踪康普顿相机实时监测质子束治疗的基础研究

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
上野一樹;他
通讯作者：
他

μ-PICを用いたMeVガンマ線カメラの開発

使用μ-PIC开发MeV伽马射线相机

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
上野一樹;他
通讯作者：
他

Development of an Electron-Tracking Compton Camera with a Gaseous TPC and a Scintillation Camera for a Balloon-

开发带有气体 TPC 的电子跟踪康普顿相机和用于气球的闪烁相机

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuki Ueno;et al.
通讯作者：
et al.

Response of a Micro Pixel Chamber to heavy ions with the energy of several hundreds of MeV/n

微像素室对数百 MeV/n 能量的重离子的响应

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment Vol 5811-5812
影响因子：
0
作者：
Tsutomu Nagayoshi;Tadayoshi Doke;Yasunobu Fujita;Kaori Hattori;Koji Ishida;Jun Kikuchi;Hisashi Kitamura;Tatsuto Komiyama;Hidetoshi Kubo;Haruhisa Matsumoto;Kentaro Miuchi;Hironobu Nishimura;Kiwamu Saito;Shin-ichi Sasaki;Hiroyuki Sekiya;Atsus
通讯作者：
Atsus

Development of Gaseous Tracking Devices for WIMPs Search

开发用于 WIMP 搜索的气体跟踪装置