共同研究・競争的資金等の研究課題

2016年4月 - 2020年3月

半導体コンプトンカメラの革新によるラインガンマ線天文学の開拓

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

課題番号
16H02170
体系的課題番号
JP16H02170
配分額
(総額)
43,940,000円
(直接経費)
33,800,000円
(間接経費)
10,140,000円

電子飛跡の追跡が可能で高速な半導体素子を用いた半導体コンプトンカメラを実現し,感度のギャップに埋もれて進展が妨げ られている数100keVから数MeVの領域でのガンマ線に革新をもたらすことを目的とした研究を進めている。本年度は,従来のSi/CdTeコンプトンカメラを優れた角度分解能とエネルギー分解能を生かし,非密封線源によるファントムを用いた画像再構成の研究,また,電子飛跡追跡のために我々が開発したSi-CMOSハイブリッド素子とCdTe両面ストリップ検出器を組み合わせた新しいコンプトンカメラの試作機を用いた研究を行なった,
コンプトンコーンの重ね合わせ画像から元の分布を再構成するアルゴリズム開発するために,非密封線源を用いて立体ファントムを製作し,Si/CdTeコンプトンカメラを用いたSPECT装置を構成し,ファントムの周囲に回転させながら測定したデータからてトモグラフィ再構成を実施し,245keVのガンマ線を使って,3次元画像を得ることに成功した。Siセンサーの信号処理のために高速データ処理回路のハードウェアを完成させた。
電子飛跡を利用した試作Si/CdTeコンプトンカメラでは,反跳電子の方向情報を利用した完全コンプトン再構成の有効性を実証した。エネルギー分解能は662 keVでFWHM 7.4 keV,1173 keVで, 18 keV を,またARM ~1.7 deg(FWHM) @1275 keVの角度分解能を達成した。新開発のSi-CMOS素子では,300 keV以上の反跳電子に対して、反跳方向の情報を得ることができた。 反跳電子の情報を利用することで、コンプトン再構成イメージ中のノイズを劇的に減らすことができた。
将来のガンマ線天文学に向けた検討や,ガンマ線検出器のベースとなるCdTe半導体イメージャの性能向上をめざした実験を行なった。

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16H02170
ID情報
  • 課題番号 : 16H02170
  • 体系的課題番号 : JP16H02170