セラミック製ガス電子増幅フォイルを用いたミュオグラフィ非破壊検査装置の開発

陶瓷气体电子放大箔muography无损检测装置的研制

• 批准号: 20K14507
• 负责人: 武内 陽子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14507/
• 关键词: ガス電子増幅フォイル; GEM; 非破壊検査装置; 宇宙線ミューオン; ミューオン; 非破壊検査器; 宇宙線; ミュオグラフィ; 非破壊検査; ガス放射線検出器

本研究では、宇宙から降り注ぐミューオンを用いた非破壊検査技術に着目し、高位置分解能かつリアルタイム測定ができる小型ミューオン検出器として、ガス電子増幅フォイル(GEM)を用いた3次元飛跡取得システムを開発している。この検出器の要でもあるGEMが放電で壊れない様にするため、我々はGEMの絶縁体を無機物のセラミックス(Low Temperature Co-fired ceramics (LTCC)：低温同時焼成セラミックス)にしたLTCC-GEMを開発し、装置に搭載することにした。本年度の研究目標は、前年度に引き続き、LTCC-GEMの放電がさらに起こりにくくする改良であるが、製造上の関係でLTCC材の変更をしなければならない。新候補となる2種類のLTCC材でLTCC-GEMのテストピースを複数枚作成し、Ar/CO2(70%:30%)のガスフロー下でGEM印加電圧と電子増幅率や放電数などの関係性を調査した。結果、従来品の物と比べ、低いGEM印加電圧で放電が発生し測定に影響を及ぼすだけでなく、電子増幅率も半分以下に低下していることが分かった。さらに今回同時期に作成した従来LTCC材のGEMも以前ほどの性能が出ないことが判明した。それぞれのGEM表面の穴加工エリア全面を顕微鏡撮像し、穴加工精度や電極面の様子を確認した。現在、それらのデータをまとめ、原因の解明と製造方法の対策を検討中である。

This study aims to explore the application of non-destructive detection techniques in the detection of the universe, high position resolution energy, and small size detection devices, such as electronic amplification (GEM), in the acquisition of three-dimensional flight traces. The main purpose of this detector is to develop and install GEM insulating materials (Low Temperature Co-fired ceramics (LTCC)). This year's research aims to improve LTCC-GEM's performance and improve LTCC's material quality. The relationship between the voltage and electron amplitude of the GEM and the number of electrons in the LTCC-GEM was investigated under the condition of Ar/CO2(70%:30%). The results show that the material ratio of the product is lower than that of the GEM, and the electron amplitude ratio is lower than that of the GEM. Today, the performance of LTCC materials has been determined at the same time. The surface of the GEM is machined with a micro-mirror, and the machining accuracy of the electrode surface is confirmed. Now, the reason for the production method is discussed.