広視野ガンマ線カメラの開発及び気球実験によるMeVガンマ線銀河内天体観測

利用气球实验开发宽视场伽马射线相机和MeV伽马射线河内天文观测

基本信息

批准号：
11J00606
负责人：
澤野達哉
金额：
$ 1.22万
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：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

私は広視野ガンマ線観測のため、ガス飛跡検出器(TPC)とシンチレーションカメラ(PSA)からなる電子飛跡検出型コンプトンカメラ(ETCC)の開発を行ってきた。本研究の大きな目的のひとつはETCCの撮像性能を強い放射線占領下のため雑音事象の多い宇宙環境である気球高度で実証試験を進める科研費基盤S(代表谷森)を強く推進するため、限られた電力・スペース・重量の条件の中でETCCの大型化を成功させることであった。これについて昨年度までに気球搭載型ETCCのハードウェアを完成させることができた。本年度は、ETCCの基礎性能を調査し、気球高度においてかに星雲を撮像できる要求仕様である有効面積が典型的に0.5cm2以上、角度分解能が半値全巾で10度以下という条件を果たして満たすことを、実験室で密封線源を用いることで測定し、評価を行った。その結果、有効面積は0.7 cm2 @ 356 keV, 角度分解能が5.3度 @ 662 keVをもつことを確認し、当初の要求仕様を満たす気球搭載型ETCCを制作したことを確認し、これらの成果を論文にまとめた。さらに、宇宙環境に近い気球高度での撮像性能を調べるため、得られた基礎性能のETCCを基に、気球高度での雑音事象、天体から観測される光子数を数値計算することで有意に天体を検出できるか議論した。気球実験の現実的な解を検討し、気球の打ち上げ所の一つであるアメリカフォートサムナー、高度40kmにて1日のフライトを行った場合、かに星雲を6時間程度観測することができ、5σ以上の統計的有意度で検出できることを数値計算により確認した。さらに、ETCCの広い視野を活かしてかに星雲だけでなくCyg X-1とGRO JO422+32も同時に観測が可能であり、7時間の観測時間が見込まれ統計的有意度がやはり5σ以上期待できることを新たに明らかにし、その成果を論文に発表した。

我一直在开发电子径迹探测康普顿相机（ETCC），它由气轨探测器（TPC）和闪烁相机（PSA）组成，用于宽视场伽马射线观测。这项研究的主要目标之一是大力推动科学研究补助金S（代表人：谷森），该基金正在对气球高度、噪声事件较多的空间环境下的ETCC成像性能进行演示测试由于强辐射占用，目标是在功率、空间和重量要求下成功增加 ETCC 的尺寸。对此，我们去年已经完成了气球安装的 ETCC 的硬件。今年，我们将研究ETCC的基本性能，目标是满足在气球高度对蟹状星云成像所需的规格，使得有效面积通常为0.5平方厘米或更大，全宽角分辨率为10度或更小使用密封辐射源在实验室中测量和评估了半最大值。结果，我们确认有效面积为 0.7 cm2 @ 356 keV，角分辨率为 5.3 度 @ 662 keV，确认我们已经创建了一个满足初始要求规格的气球安装 ETCC，并将这些结果发表在论文中总结。此外，为了研究气球高度接近太空环境的成像性能，我们根据获得的基本性能ETCC对气球高度处的噪声事件和从天体观测到的光子数进行了数值计算。被检测到。在考虑了气球实验的现实解决方案后，我们发现，如果您在美国气球发射场之一萨姆纳堡进行一日飞行，海拔 40 公里，您将能够观察到蟹状星云约 6 小时的数值计算证实，可以以 5σ 或更高的统计显着性进行检测。此外，利用ETCC的宽视场优势，不仅可以观测蟹状星云，还可以同时观测Cyg X-1和GRO JO422+32，观测时间预计为7小时，我们最近澄清了这一点，并在论文中发表了结果。

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）

Development of a 30 cm-cube Electron-Tracking Compton Camera for the SMILE-II Experiment

为 SMILE-II 实验开发 30 厘米立方体电子跟踪康普顿相机

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
1.3
作者：
Y. Mizumura; et al.
通讯作者：
et al.

SMILE10:次期気球実験SMILE-IIへの気球システムの設計と開発状況

SMILE10：下一个气球实验SMILE-II的气球系统设计和开发状态

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
澤野達哉; 他
通讯作者：
他

SMILE15 : 新データ取得システムを搭載した気球搭載用電子飛跡検出型コンプトンカメラの現状報告

SMILE15：配备新数据采集系统的气球电子跟踪检测康普顿相机的现状报告

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
津野達哉
通讯作者：
津野達哉

SMILE : A Balloon-Borne sub-MeV/MeV Gamma-ray Compton Camera Using an Electron-Tracking Gaseous TPC and a Scintillation Camera

SMILE：使用电子跟踪气态 TPC 和闪烁相机的气球载亚 MeV/MeV 伽马射线康普顿相机

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
T.Sawano; K.Hattori; N.Higashi; S.Iwaki; S.Kabuki; Y.Kishimoto; H.Kubo; S.Kurosawa; Y.Matsuoka; K.Miuchi; K.Nakamura; H.Nishimura; J.Parker; A.
通讯作者：
A.

SMILE-II : Balloon-borne Telescope for Background-suppressed Soft Gamma-ray Imaging

SMILE-II：用于背景抑制软伽马射线成像的气球载望远镜