磁気圏観測衛星ＳＣＯＰＥ搭載用高性能小型軽量低エネルギー粒子計測装置の開発

本研究の主要目的は将来の衛星搭載に向けて電子とイオンを１台で計測できる観測装置のテストモデルの特性計測試験を実施し、本観測装置の開発を進めることである。本研究は平成25年度から開始したが、平成26年度は平成25年度に設計・製作した要素試験モデルの試験を行うと共に、新たに炭素膜を用いた異なる原理の電子・イオン同時計測センサーの要素試験のための実験装置を設計・製作しその特性を計測した。炭素膜方式の試験のために、炭素膜を静電分析器と検出器であるMCPアセンブリの間に設置できるような実験装置を設計・製作し、この装置を真空チェンバーに入れて電子といくつかの種類のイオンを入射した。その結果、keVより低いエネルギーの粒子を検出すためには、１kVから２kVの加速(炭素膜に1kVから2kVを印加する)が必要である事がわかった。この事は、１kVから２kVの加速さえ行えば、電子、イオン同時計測センサーに炭素膜を使用する事が可能である事を示している。一方、２次電子放出板方式の実験装置を用いた実験の結果、２次電子放出板は1.25keVの電子に対して最も電子の放出効率が良く、1keV以下の電子に対しては遥かに低い効率であることが明らかになった。イオンに関して過去に行った実験では、MgOでコーティングした２次電子放出板の電子放出効率が最もいいという結果となっていたが、今回の電子を用いた実験では、MgOでコーティングした２次電子放出板は、銅やアルミを素材とするものに比べて低い２次電子放出率を示す事がわかった。同時に、電子、イオン同時計測センサーに使用することについては許容範囲であることも明らかとなった。今回の研究結果から、炭素膜方式を電子、イオン同時計測センサーに使用することを決定した。２次電子放出板方式に比べて、簡単な構造で実現でき、より少ない種類の高圧で実現可能な事がその理由である。

本研究の主要目的は将来の衛星搭載に向けて電子とイオンを１台で計測できる観測装置のテストモデルの特性計測試験を実施し、本観測装置の開発を進めることである。本研究は平成25年度から開始したが、平成26年度は平成25年度に設計・製作した要素試験モデルの試験を行うと共に、新たに炭素膜を用いた異なる原理の電子・イオン同時計測センサーの要素試験のための実験装置を設計・製作しその特性を計測した。炭素膜方式の試験のために、炭素膜を静電分析器と検出器であるMCPアセンブリの間に設置できるような実験装置を設計・製作し、この装置を真空チェンバーに入れて電子といくつかの種類のイオンを入射した。その結果、keVより低いエネルギーの粒子を検出すためには、１kVから２kVの加速(炭素膜に1kVから2kVを印加する)が必要である事がわかった。この事は、１kVから２kVの加速さえ行えば、電子、イオン同時計測センサーに炭素膜を使用する事が可能である事を示している。一方、２次電子放出板方式の実験装置を用いた実験の結果、２次電子放出板は1.25keVの電子に対して最も電子の放出効率が良く、1keV以下の電子に対しては遥かに低い効率であることが明らかになった。イオンに関して過去に行った実験では、MgOでコーティングした２次電子放出板の電子放出効率が最もいいという結果となっていたが、今回の電子を用いた実験では、MgOでコーティングした２次電子放出板は、銅やアルミを素材とするものに比べて低い２次電子放出率を示す事がわかった。同時に、電子、イオン同時計測センサーに使用することについては許容範囲であることも明らかとなった。今回の研究結果から、炭素膜方式を電子、イオン同時計測センサーに使用することを決定した。２次電子放出板方式に比べて、簡単な構造で実現でき、より少ない種類の高圧で実現可能な事がその理由である。