卒業論文発表アバランシェフォトダイオードを用いた2次元撮像カメラの開発河合研究室齋藤孝男目次       アバランシェフォトダイオード（APD）についてシンチレータを用いた撮像の原理 APD 4素子を用いたアンガーカメラ偏光の観察 32ch APD arrayについて今後に向けて APDとは?  ＡＰＤ内部の高い電場により信号を増幅できるフォトダイオード（光検出器）ｐ＋ｐｎ →低エネルギーの信号もノイズと分離できる i ｎ＋ hν 増幅 E avalanche APDの特徴量子効率 %     小型で頑丈時間分解能速い赤外線～軟X線にも感度がある →広波長で観測可能量子効率がよい 100 APD 50 PMT 0 200 400 600 800 λ →光電子増倍管に代わる光検出器 1000 1200 nm さらなる応用として…  APDでの2次元撮像 APDで行う利点天体からのX線・g線を観測する場合、人工衛星への搭載を考えると、小型かつ頑丈であることが必要医学用としても小型化することによって、より人体に密着でき、少ない被爆量で診察できるシンチレータを用いた撮像の原理  アンガーカメラ各APDからの信号の重みから位置を出す → X or g線でのイメージが得られるＸ線光子 APD1 APD2 1 2 × シンチレータ APD3 APD4 3 4 実験その1（アンガーカメラのテスト）   5cm角1cm厚 CsI(Tl) + 5mmAPD x 4 の4ch アンガーカメラを製作高エネルギー加速器研究機構(KEK)にて 70keV 0.1mmf モノクロ偏光ビームにより、 1cm間隔で 25点スキャンした。 5cm 5mm 実験1セットアップ Beam Line 実験1の結果（１）見事に入射位置を分解した！ 5cm 2次元イメージ実験1の結果（２）  5~15mm (FWHM) の分解能 →間隔が約 4cmである事を考えると約1/3 検出器の四隅で感度がよい x軸に射影したもの実験その2（偏光の観察）  前面にプラスチックシンチレータ (5x5x20mm) + Pb遮蔽板(2mm厚)を置き、コンプトン散乱させて偏光を観察した。 d r02 2 1 ＝（    2 sin 2  cos2 ) d 2  Klein-仁科の式 → η＝90°に散乱されやすい θ 偏光ビームプラスチックシンチレータ (散乱体) 鉛板 APD CsI結晶偏光ベ η クトル実験2の結果 45°回転 Q＝0.14 検出器の対角線方向に偏光が向くように回転させて配置偏光方向 135°回転 Q＝0.23 特定方向にイベントが偏っている →偏光が見えた! 実験その3（APD array）  32ch array型 APDを用いてイメージングを行うために、まず各チャンネルのAPDの評価を個別に行う。 array型 APD 1.6x1.6mm 32個 55Feの5.9keV X線をそれぞれのAPDに照射し、そのスペクトルを取得した。 32ch preamp 実験3の結果よくそろったスペクトルが得られた。今後の課題 APD array    32ch array型 APD でのイメージを取得（VA / TA利用など）中心の分解能改善のために5ch アンガーカメラの作成イメージと平行したスペクトルの取得読み出し CsI ライトガイド VA / TA コンプトン散乱の微分散乱断面積 d r  1 2 2 ＝（    2 sin  cos ) d 2  2 2 0 h  1   2 h 1  (h / mec )(1  cos ) h h  ：入射光子エネルギー：散乱光子エネルギー APDとは？     光電子増倍管とフォトダイオードの特徴を併せ持った放射線検出器小さい直接入射でもシンチレータをつけてでもX線を読み出す事が出来る →幅広い波長域で利用可能日本の次世代X線天文衛星「NeXT」にAPDの搭載を検討中実験1セットアップ VME ADC1へ Gateなど ADC2へ ADC3へ光源コリメータ ADC4へ CsI + APD プリメ器波アイ高ンアン弁プン別プコインシデンス回路結果結果コンプトン散乱させると… 入射光子が偏光している場合、散乱光子はその電場方向と垂直方向に散乱されやすい X or g 電場方向 e- 特定方向にイベントが偏っている →偏光が見えた! 45°回転 135°回転ビームの偏光方向放射線用撮像検出器の必要性   X線・g線での撮像観測は、高エネルギーの天体現象を観測する上で重要 →空間構造を把握することにより、より詳しい物理を解明できる放射性同位体とともに用いて、人体、特に内部の構造を調べることができる。 →体内での放射性同位体の動きから、体の異常を早期に発見できる