Revealing Particle Acceleration Mechanisms by Magnetic Energy Release with Advanced Hard X-ray Solar Imaging Spectroscopy

利用先进的硬 X 射线太阳成像光谱揭示磁能释放的粒子加速机制

• 批准号: 22KJ0873
• 负责人: 長澤 俊作
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0873/
• 关键词: CdTe半導体素子; 半導体検出器; 太陽フレア; スペクトルフィッティング; ミューオン

国際共同太陽観測ロケット実験FOXSIの4回目の打ち上げ、FOXSI-4に向け、1 keV以下のエネルギー分解能と20 μm以下の位置分解能実現を目指し新型CdTe-DSD検出器: Wide-gap CdTe-DSDを開発を進めている。密封線源を使った一様X線照射試験、さらに兵庫県Spring-8にて10 μm にX線を絞ってビームスキャン試験を実施。ギャップによる波高値の減少を考慮したエネルギー再構成方法と、隣接ストリップ間における電荷分割現象を考慮したサブストリップレベルでのX線反応位置再構成方法を構築することで、0.9 keVのエネルギー分解能（FWHM）と~20 umの空間分解能が実現できることを示し、 FOXSI-4の要求性能が満たされることを確かめた。太陽フレアでの粒子加速機構の鍵となる熱的・非熱的放射の理解に向け、MinXSS（軟X線)とRHESSI(硬X線)の観測データを組み合わせ、M7.6クラスの大規模フレアに対しスペクトル解析を実施。X線天文学の解析ツールXSPECを解析に導入することで、1.5-100 keVの広X線帯域でのスペクトル解析を初めて実現し、最短10秒ごとにフレアの多温度構造の時間発展追跡に成功、AIAによる紫外線、NoRPによる電波観測結果と組み合わせ、各温度成分の放射起源推定を行った。また、本研究での開発過程で得られたスペクトル解析技術を活用し、はやぶさ2がサンプルリターンに成功した試料に対するミューオンビームを用いた非破壊検査に参加、検出器応答を組み込んだスペクトル解析技術を活かし、ミューオンビームを照射した際に発生する各元素由来のX線ピークを正確に定量化、元素組成を決定する上で主要な貢献を果たした。

The International Common Solar System (ICSS) has developed a new CdTe-DSD detector: a Wide-gap CdTe-DSD detector. The X-ray irradiation test was conducted at Spring-8, Hyogo Prefecture, at 10 μm. The X-ray inverse position reconstruction method considering the reduction of wave height and the charge division phenomenon between adjacent layers is constructed. The required performance of FOXSI-4 is verified by the calculation of the spatial resolution energy (FWHM) of 0.9 keV and 20 um. The key to understanding the thermal and non-thermal radiation of the particle acceleration mechanism of the sun is to combine the measurement parameters of MinXSS (soft X-ray) and RHESSI(hard X-ray), and to analyze the large-scale emission of M7.6. With the introduction of X-ray astronomy analysis and XSPEC analysis, the initial implementation of spectral analysis in the wide X-ray band of 1.5-100 keV, the successful time development and tracking of the multi-temperature structure with a minimum of 10 seconds, the combination of radio wave observation results and combinations of ultraviolet rays and NoRP in AIA, and the presumption of the radioactive origin of each temperature component were carried out. In this study, the development process was developed to obtain the X-ray analysis of the origin of each element, which was quantified correctly. The composition of the elements determines the main contribution

项目成果

J-PARCにおけるCdTe-DSDを用いた ミュオンX線による非破壊三次元元素 イメージング法の開発

J-PARC 使用 CdTe-DSD 开发使用 μ 子 X 射线的无损三维元素成像方法

• 发表时间: 2023
• 作者: 邱奕寰;武田伸一郎;大澤崇人;桂川美穂 ;南喬博 ;長澤 俊作 ;高橋忠幸 ;渡辺伸;谷口秋洋;水本和美;齋藤努; 久保謙哉;浅利駿介;反保元伸;梅垣いづみ;竹下聡史; 三宅康博;下村浩一郎;二宮和彦
• 通讯作者: 二宮和彦

Wide-gap CdTe strip detectors for high-resolution imaging in hard X-rays

用于硬 X 射线高分辨率成像的宽间隙 CdTe 条状探测器

• DOI: 10.1016/j.nima.2023.168175
• 发表时间: 2023
• 期刊: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment
• 作者: Nagasawa Shunsaku;Minami Takahiro;Watanabe Shin;Takahashi Tadayuki
• 通讯作者: Takahashi Tadayuki

素粒子ミュオンにより非破壊で小惑星リュウグウの石の元素分析に成功

使用基本粒子 μ 子成功对小行星 Ryugu 的岩石进行了非破坏性元素分析。

Modeling effects of charge sharing on the response of the FOXSI sounding rockets

模拟电荷共享对 FOXSI 探空火箭响应的影响

• DOI: 10.1117/12.2629443
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings Volume 12191, X-Ray, Optical, and Infrared Detectors for Astronomy X -
• 作者: Duncan Jessie;Athiray P. Subramania;Musset Sophie;Vievering Juliana;Nagasawa Shunsaku;Buitrago Casas Juan Camilo;Glesener Lindsay;Takahashi Tadayuki;Watanabe Shin;Zhang Yixian;Christe Steven;MacDowell Alastair;Krucker Sam
• 通讯作者: Krucker Sam

MiniPIX TPX3FによるELPH光子ビームプロファイル測定

使用 MiniPIX TPX3F 进行 ELPH 光子束轮廓测量

• 发表时间: 2023
• 作者: 外山裕一;秋山タケル;石毛達大;宇治知哉;岡田信二;奥山和樹;金田雅司;木野康志;木野量子;小西蓮;高橋忠幸;橘昂我;永尾翔;長澤俊作;中村哲;西幸太郎;西田賢;水野柾哉;南喬博;山下琢磨;渡辺大護
• 通讯作者: 渡辺大護