全天X線監視装置MAXIに搭載されるGas Slit Camera(GSC)

Presentation on theme: "全天X線監視装置MAXIに搭載されるGas Slit Camera(GSC)"— Presentation transcript:

1 全天X線監視装置MAXIに搭載されるGas Slit Camera(GSC)
　　　　　　　　　　　　　　　　　 宮本　将雄（東京理科大学、理研； ） 三原　建弘、小浜　光洋、磯部　直樹（理研）、中島　基樹、藤井　佑一（日大、理研）、森井　幹雄、富田　洋、松岡　勝（JAXA）、土屋　雄一郎、宮川　雄大、吉田　篤正、山岡　和貴（青学大）、田中　識史、河合　誠之（東工大）、根来　均（日大） MAXIは長期間に渡って全天をサーベイすることで系外の活動銀河核や系内のコンパクト天体の時間変動、X線バーストや超新星爆発などの突発現象、全天のX線源の分布などを調べることを目標としている。そのため主検出器の一つであるGas Slit Camera(GSC)には高い位置決定精度、広い有効面積や視野、エネルギー帯域が要求される。我々は製作したフライトモデルから最大限の性能を引き出せるように地上較正試験を行った。 Gas Slit Camera(GSC) スリット とコリメータ 天体の位置検出原理 1台当たり64枚のスラット板 進行方向と天頂方向の２つの視野 を一度に観測。　3台のユニットで １方向の視野を受け持つ。 GSC 進行方向 MAXI全体図 Japanese Experiment Module(JEM)全体像 全有効面積　　　　 位置決定精度　　　　　0.1 (deg) （位置分解能　約1mm、角度分解能　約1度） エネルギー帯域　　　　2 – 30 (keV) エネルギー分解能　　 18 % keV) 視野　　　　　　　　　　 ×160 (deg) Gas Slit Camera(GSC)とは・・・ スリットカメラの原理を用いコリメータで一方向、比例計数管で一方向の位置を決定 1台の比例計数管は A4サイズぐらいの大きさ 全部で6台のGSCユニットで構成される。 一台のGSCユニットは一次元位置検出型ガス比例計数管2台とスリット、コリメータから構成され、二次元位置とエネルギーが決定できる。 一次元位置検出型ガス比例計数管 比例計数管16台の製作は完了 コリメータの製作は半分完成 ・ (99%) (1%) ・10μmカーボン芯線 6本 GSCフライトモデルの性能評価 位置応答 1.芯線上の位置における位置分解能の変化 カウント数 FWHM 位置指標 ガス比例計数管の試験目的　　（スペアを含め全部で16台の試験を行う） 1.受け入れ試験・・・フライトモデルが設計通りできているか調べる試験（全16台終了） 　・振動試験 　・X線写真（比例計数管の内部構造を調べる） 　・電気基板の熱真空試験 2.較正試験・・・比例計数管一台ごとの個性を調べ要求を満たし、性能を最大限引き出すことを確認する試験 　・エネルギー応答・・・13種類のエネルギーを用いてエネルギーと波高値の応答を調べる 　・位置応答・・・比例計数管全面をスキャンして入射位置と波高値の応答を調べる 波高値 （ch） 位置分解能 （mm） 検出器座標（mm） 波高値が高いところでは位置分解能がよい 芯線が細い、つまり芯線抵抗が高いと →芯線付近での電子増幅率が高くなる（波高値が高くなる） →S/N比が良くなるので位置分解能が良くなる 位置指標・・・左右に分割した波高値の比をとったもの ピークの値と幅（FWHM）から位置分解能を求めた FWHM カウント数 実験のセットアップ スペクトル X線発生装置 ガス比例計数管 ビームライン 全芯線の位置分解能 較正試験の結果 全16台ある比例計数管のうち15台の試験が完了 位置分解能 エネルギー応答 1.比例計数管の全面における波高値の変化 （mm） 目標値　約1mm 波高値 (ch) 2.X線が吸収される深さでの波高値の変化 検出器座標 ほぼすべての比例計数管においてエネルギー分解能、位置分解能はわれわれの要求を満たしており、フライトモデルとして非常によくできていることを確認した 各比例計数管の個性を十分把握することが出来た 表面からの深さ 芯線番号 我々の要求の範囲内で満足している （mm） コリメータの試験目的 角度応答・・・X線が入射する角度により検出器がどのような出力をするかを調べる （mm） X-Ray コリメータを上からみた図 コリメータ θ 検出器 実験セットアップ 検出器座標 （mm） θ方向 2mmごとにスキャンした結果各芯線上での波高値のばらつきは最大7% 波高値　（ch） 深さ方向についても測定しており波高値の変化を再現可能 3.エネルギーと波高値の関係 φ方向 GSCでは位置分解能を良くするため印加電圧を高く設定 波高値 （ch） モデル関数とのずれ （%） 全芯線のエネルギー分解能 Effective Slat Width有効面積をスリット幅で割ったもの 目標値　18% エネルギー分解能 有効面積に相当 GSCユニットの傾きφとHalf Energy Width(HEW)の相関 φ（deg） HEW（deg） （%） 角度分解能の目標値約1度を達成 コリメータの傾き　θ（deg） 全photon数のうち半分のphotonが入る角度の幅　　Half Energy Width (HEW) GSCユニット全体でもわれわれの要求を満足！ 芯線番号 角度分解能に相当 制限比例領域で動作させることになりエネルギーと波高値の関係は非線形になるがモデル関数でフィッティングしパラメータ化すると1%の誤差以内で波高値をエネルギーに変換できる すべての芯線で目標値を達成 今後の予定　　　・２００６．９　一噛み試験　　・２００６秋ー２００７　システム統合試験 　　　　　　　　　　・２００８上半期　打ち上げ準備　　・２００８．９　シャトルで打ち上げ