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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J00606/
• 关键词: ガンマ線; ガス検出器; 観測機器; 宇宙物理; シンチレーションカメラ; コンプトンカメラ; MeVガンマ線

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。

The development of electronic trace detector (TPC) and electronic trace detector (ETCC) is discussed. The purpose of this study is to improve the imaging performance of ETCC under radiation occupation, to improve the imaging performance under radiation occupation, to improve the imaging performance under radiation This year's launch of the ETCC was completed. This year, the basic performance of ETCC was investigated, the height of the sphere was measured, and the image was measured. The typical area was more than 0.5 cm2, and the angular resolution was less than 10 degrees. The results show that the area of the ball is 0.7 cm2@356 keV, and the angular resolution is 5.3 degrees@662 keV. In addition, the imaging performance of the near spherical height in the cosmic environment is adjusted, and the ETCC of the basic performance is obtained. The photon number of the celestial body is calculated. We will discuss the actual understanding of the weather, the location of the 1-day flight at an altitude of 40km, the location of the nebula at a 6-time level, and the statistical significance of more than 5σ. We will confirm this through numerical calculation. In addition, ETCC's field of view is active, and the nebula is divided into Cyg X-1 and GRO JO422+32. The simultaneous measurement is possible, and the measurement time is 7 times. The statistical intention is more than 5σ. The new results are presented in this paper.

项目成果

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

• DOI: 10.7566/jpscp.1.013099
• 发表时间: 2013
• 期刊: JPS Conference Proceedings
• 作者: T. Sawano;T. Tanimori;H. Kub o;A. Takada;J. D. Parker;T. Mizumoto;S. Sonoda;Y. Mizumura;D. Tomono;K. Nakamura;Y. Matsuoka;S. Komura;Y. Sato;S. Nakamura;K. Miuchi;S. Kabuki;Y. Kishimoto;S. Kurosawa;S. Iwaki;M. Tanaka;M. Ik eno;and T. U
• 通讯作者: and T. U

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

• DOI: 10.1088/1748-0221/9/05/c05045
• 发表时间: 2013-12
• 期刊: Journal of Instrumentation
• 影响因子: 1.3
• 作者: Y. Mizumura;T. Tanimori;H. Kubo;A. Takada;J. Parker;T. Mizumoto;S. Sonoda;D. Tomono;T. Sawano;K. Nakamura;Y. Matsuoka;S. Komura;S. Nakamura;M. Oda;K. Miuchi;S. Kabuki;Yuji Kishimoto;Shunsuke Kurosawa;S. Iwaki

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

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

• 发表时间: 2011
• 期刊: Proceedings of the 32nd International Cosmic Ray Conference
• 作者: T.Sawano;H.Kubo;T.Tanimori
• 通讯作者: T.Tanimori

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

• 发表时间: 2013
• 作者: J. Chen;板倉隆二;中嶋隆;杉崎睦;澤野達哉,窪秀利
• 通讯作者: 澤野達哉,窪秀利

SMILE12:大型化による電子飛跡検出型コンプトンカメラの有効面積拡張

SMILE12：通过增加尺寸扩大电子轨迹检测康普顿相机的有效区域

• 发表时间: 2012
• 作者: I.Tanihata;et al.;澤野達哉,窪秀利
• 通讯作者: 澤野達哉,窪秀利