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

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。

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。