FM010、FM011、FM012、FM013、FM015)の較正完了!! ⇒16台のcalibration(4台はスペア) 全天X線監視装置MAXI/GSCの封入ガス、Xe-L殻吸収端の不連続性の定量的見積もり 宮川雄大(青学大)、吉田篤正(青学大)、山岡和貴(青学大)、土屋雄一郎(青学大)、鵜澤政美(青学大)、松岡勝(JAXA)、三原建弘(理研)、 小浜光洋（理研)、磯部直樹(理研)、上野史郎(JAXA)、冨田洋(JAXA)、森井幹雄(JAXA)、中島基樹(理研)、藤井佑一(理研) 、宮本将雄(理研) abstract MAXIは、2008年度に国際宇宙ステーション・日本が所有する実験モジュール「きぼう」に搭載される予定の全天X線監視装置である。 MAXIに搭載されるGas Slit Camera (GSC)は2～30keVのエネルギー領域に感度を持つ。GSCは、封入ガスとしてXe(99%)+C02(1%)を用い、直径10μmの炭素芯線を用いた一次元位置感応型ガス比例計数管(PSPC) を12台使用し、1台の検出器あたり272×190.5mm2という大きな有効面積を持つのが特徴である。GSCでは位置分解能を優先するために PSPCの印加電圧を高く設定する予定である。その結果、PSPCを制限比例領域で動作する事になり、入射X線エネルギーに対して出力波高値が若干非線形となる。このため我々は、入射X線エネルギーと波高値の関係の較正試験を行っている。ここで、封入XeガスのL殻吸収端におけるゲインの不連続性が重要となる。 L殻吸収端ではM殻とL殻のbinding energyが異なるために生成される一次電子数に不連続が生じゲインが変わる。この領域のエネルギー・ゲイン特性を定量的に評価する事は、精度の高い検出器応答関数を構築するために重要である。種々のエネルギーの入射X線を用い、種々の印加電圧によって、この特性を詳細に測定した。本講演では、この結果について報告する。 1.Introduction of MAXI/GSC <1.5deg×160degの視野> 3.Target for new measurements ■GSC (Gas Slit Camera) ◇2～30keVのエネルギー領域に感度 ◇X線を入射出来る有効面積約5340cm2 ◇一次元位置感応型ガス比例計数管 ◇電荷分割方式による検出 ■全天X線監視装置MAXI (Monitor of All sky X ray Image) ◇2008年度にISSの日本実験モジュール「きぼう」の曝露部に搭載予定 ◇ISSの自転に合わせて全天を観測 ◇検出感度1mCrabを目標(1week) ◇２種類のX線検出器を搭載⇒GSC(2～30keV),SSC(0.5～12keV) target Kα-E (keV) Kβ-E Voltage (V) electric current (mA) S 2.31 2.46 13 1.9 Cl 2.62 2.82 19 1 Ca 3.69 4.01 16 1.0 Sc 4.09 4.46 12 1.4 Ti 4.51 4.93 9 V 4.95 5.43 11 Cr 5.41 5.95 Mn 5.90 6.49 10 1.8 Fe 6.40 7.06 Co 6.93 7.65 1.5 Ni 7.48 8.26 Cu 8.05 8.91 11.5 Zn 8.64 9.57 Se 11.22 12.50 0.6 Y 14.96 16.74 21.5 0.3 Zr 15.78 17.67 22 Mo 17.48 19.6 25.5 0.36 Ag 22.16 24.94 36 0.2 ■実験目的 MAXI･･･位置分解能を優先する為に印加電圧を高くする GSC･･･印加電圧と波高値の関係 が非線形(制限比例領域) 地上でエネルギーと 波高値の関係を較正 ◇現在迄に10台(FM004、FM005、FM006、FM008、FM009、 FM010、FM011、FM012、FM013、FM015)の較正完了!! ◇GSC12台をMAXIに搭載　　　　　 ⇒16台のcalibration(4台はスペア) 2.Last measurement results ◇10台のcalibrationによる結果 Energy PH 2次 3次 4.78keV PHlow PHhigh 1400V(芯線上)edge < 1650V(芯線上)edge 芯線上ではedgeの値が変化する!? 吸収端を定量的に評価する為には、更にpoint数を増やす 必要あり!!⇒従来の13種類から18種類でE-PHの関係導出 ■どのtargetでも Countrateが約200迄に なるように設定 ■赤印が新たな測定の 為に増やしたtarget 4.E-PH about various voltage ※2～9keVのE範囲で表示してある 5.Derived edge by measurements of various voltage ◇全ての芯線で 同様の結果を得た!! position 1400(V) 1500(V) 1550(V) 1650(V) 芯線上外※ 262(eV) 213(eV) 192(eV) 芯線上 171(eV) 177(eV) 175(eV) 263(eV) ※・・・カウンター面に対し、芯線水平上から 14mm離れた位置 ◇1550Ｖから高エネルギー側(Se以上)の Fitting形式が変わる為に、1500Ｖと1550Ｖ のedgeの評価に影響が出ている可能性がある。 ■今までのGas 検出器のedge LAC (GINGA)　 Ar(75%),Xe(20%), CO2(5%) 0℃ at 1.86atm 　　70(eV) WPC (BeppoSax) Xe(94%),C02(5%), He(1%) 2.2atm 　　65(eV) PCA (RXTE) Xe(90%),CH4(10%) 22℃ at 1.1atm 　　40(eV) GSPC　(EXOSAT) Xe(95%),He(5%) 1.0atm GSPC (Tenma) Xe(88%),He(12%) 20℃ at 1.2atm　 50～70(eV) GIS(ASCA) Xe(96%),He(4%) 0℃ 　　50(eV) MECS (BeppoSax) Xe(100%) 25℃ at 1.0atm 110± 15(eV) HPGSPC (BeppoSax) 5.0atm 　110(eV) 種々の電圧のE-PHの関係毎に、4.78keVを境に それぞれ別の多項式で表現し、edgeの評価を行った。 従来の検出器のedgeに比べて値が大きく見積もられている。→fittingによる評価に問題ある可能性がある。 →単色光の任意のEを取り出す事の出来る2結晶分光器を用いて測定を行うために、まずGSCと同じくXeガスを封入 してあるWXMを用いて測定を行った。 6.Measurement used two crystal spectrograph 7.Summary ■Bragg reflection: 2dsinθ=nλ(nは整数) 角度を変える事で任意のEの単色光を取り出す。 GSCと同じくXeガスが封入されたWXMを用いて 4.70keV～4.85keVの範囲で0.01keV刻みで測定を行った。 (4.78keVでの不連続性) ◇種々の電圧で、18種類のtargetを用いて 詳細なedgeの評価を行った。 ◇吸収端が他のGas検出器に比べて 大きく見積もられている ◇吸収端が電圧に依存して増加する 可能性!? ◇WXMによる測定→1400Vで67.9eV ◇今後の課題→2結晶分光器を用いて、 GSCスペアカウンタのXeのL殻吸収端の 不連続性を見積もる。L3(4.782keV)、 L2(5.104keV)、L1(5.453keV)の 前後でそれぞれ測定し評価 <2結晶分光器の測定系> 1330V:63.8eV 1400V:67.9eV 従来の測定から得られたedgeの値に比べて低く、他のGas検出器に近づく結果を得た。これより、今後はGSCスペアカウンタを2結晶分光器による 測定から値を評価する。 Astronomical society of Japan , October 7th 2005