放射光偏光X線を用いた撮像型 キャピラリーガス比例計数管の特性試験

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1 放射光偏光X線を用いた撮像型 キャピラリーガス比例計数管の特性試験
櫻井敬久、郡司修一、門叶冬樹、 齋藤信人、氏家夏樹、茂木鈴香(山形大理), 林田清(阪大理), 豊川秀訓、鈴木昌世、広田克也(JASRI), 岸本俊二(KEK)

2 Purpose X線光電子飛跡撮像による 宇宙X線偏光度検出器の開発 偏光X線を用いた性能評価 放射光を用いた特性試験

3 X線光電子飛跡像を用いた偏光度検出器 入射X線 K殻光電子 q j 光電子射出角 の X-Y分布 Z Y X X-ray
Polarization K殻光電子 光電子射出角 の X-Y分布 q j Heitler W.,The Quantum Theory of Radiation detector plane (X-Y） Auger Electron Photo Electron Track

4 キャピラリープレートガス比例計数管（CGPC）
Fine Imaging機能を持つ広帯域X線撮像型X線偏光度検出器として開発。 22keV　X線光電子 22keV　X線光電子 放射光を用いた特性試験

5 放射光実験のセットアップ 実験パラメータ１ 実験パラメータ２ 1.Cu Filter なし　2.Cu Filterあり、CIGC入射時。

6 結果：積算イメージ（SPring-8） FWHMx=1.72 mm FWHMy=1.36 mm 20秒積算（約560events）
Energy Resolution 20 keV FWHMx=1.72 mm FWHMy=1.36 mm Lorentzian and liner fitting.

7 結果：積算イメージ（KEK PF） FWHMx=1.35 mm FWHMy=2.38 mm 20秒積算（約800events）
Energy Resolution 20 keV FWHMx=1.35 mm FWHMy=2.38 mm Lorentzian and liner fitting.

8 １イベント(CGPC Anodeトリガー)の解析方法
２）重心（XC,YC） （Xc,Yc)=(309,187) q = 128.4° ３）X軸に対する最小２次 モーメント軸（q） 1）0～２次のモーメントを計算。I(x,y)は光量

9 ４）最小２次モーメント軸が X軸に平行になる様に回転。 （回転中心→重心を画像中心） ５）X軸射影図から飛跡 のエンドポイント領域 を除く。 (X線入射位置情報を使用)

10 ６）飛跡のエンドポイントを除いた領域を最初の座標に戻し、この像に対して最小２次モーメント軸q2を求める。
（Xc,Yc)=(309,187) q = 128.4° q 2 = 158.3° 最初の座標系 ６）飛跡のエンドポイントを除いた領域を最初の座標に戻し、この像に対して最小２次モーメント軸q2を求める。

11 サンプルイメージ Multiple Scattering Straight Diffusion

12 結果:SPring-8 重心分布 平均：2mm q2分布（3444イベント） M.F.=19.7±2.4%

13 結果:SPring-8 M.F.=19.7±2.4% M.F.=21.0±2.7% M.F.=26.0±3.6% 3444 events
>1mm >2mm >1.5mm M.F.=19.7±2.4% M.F.=21.0±2.7% M.F.=26.0±3.6% 3444 events 2782 events 1579 events

14 結果:KEK PF 重心分布 平均：1.7mm q2分布（1247イベント） M.F.=31.2±4.1%

15 まとめ 今後の予定 キャピラリーガス比例計数管（CGPC)を用いた光電子飛跡撮像によるX線偏光度検出器の開発を行っている。
放射光（SPring-8, KEK PF）偏光X線を用いて CGPCの特性試験を行った。 水平（SPring-8）、垂直(KEK PF)に偏光したX線に対する 偏光検出能力は、それぞれ19.7±2.4%、 31.2±4.1%。 今後の予定 偏光検出能力の位置に対する依存性 偏光検出能力のエネルギー依存性

16 結果:SPring-8

17 結果:KEK PF

18 Performance of X-ray polarimeter
The photo-electric effect is very sensitive to photon polarization X Z Y Incoming X-ray Polarization Ejected K-shell Photo-electron Angular distribution on the detector plane (X-Y) Heitler W.,The Quantum Theory of Radiation detector plane (X-Y） Auger Electron Photo Electron Track

19 Fine Imaging機能を持つ広帯域X線
キャピラリープレートガス比例計数管（CGPC） Fine Imaging機能を持つ広帯域X線 撮像型X線偏光度検出器として開発。