検出器／電子回路に関するこれからの課題立教大学理学部物理村上浩之目次 • • • • • 放射線計測の栄光の時代現在の問題点放射線計測のエレクトロニクス界での立場将来に向けての課題解決策はあるのか放射線計測（検出器／電子回路）の栄光の時代１９５０年代から１９７０年代 • • • • • 原子力開発エレクトロニクスの発展原子核・高エネルギー実験の精密化要求豊富な研究資金と人材欧米と日本の研究開発環境の差１９５０年代黎明期ー真空管からトランジスターへ • トランジスターの実用化ゲルマニュウムTrが使用され環境に敏感ー＞シリコンTrの開発高周波動作が苦手ー＞高速化へ様々な構造が考案される • 電子計算機の実用化現在のプログラム電卓より貧弱な性能 Tr化で小型化と安定した動作が可能になった • 放射線計測の多様化様々な検出器の開発ー＞最適化された信号処理回路の開発１９６０年代ー発展期ー • 放射線計測のシステム化 NIM ・ CAMAC 規格の誕生 • • • • • • 集積回路の実用化飛翔体に搭載する観測機の高度化ミニコン・マイクロコンの出現データ処理の高度化と高速化の始まり豊富な研究開発資金と人材日本では？輸入品の模倣ー＞技術・人材の衰退一部の異端者グループだけが検出器・信号処理回路の技術開発を継続資金力のある研究機関は輸入品と模倣品の使用方法習熟に終始１９７０年代ー成熟期ー • NIM ・ CAMAC モジュールの多様化殆ど全ての実験が市販モジュールで行われる技術力のあるグループは最適化した手作りの検出器・モジュールを使用 • 研究資金の枯渇 • 放射線計測技術研究の停滞の始まり人材育成の放棄ー＞検出器・計測回路の技術継承の途絶日本では１９５０年後半から放棄ー＞一部を除いて • 集積回路の高集積化・高性能化高性能集積回路で一部のモジュールは高性能化ー＞技術の長寿命化新規開発の放棄ー＞技術継承・人材育成がメーカーレベルで放棄人材はデータ処理・シミュレーションに集中ー＞検出器・計測回路のブラックボックス化ー＞基礎研究の衰退１９８０年代から２０００年代技術力の衰退と１極集中 • 放射線計測結果の画像の微細化要求医療用画像・高エネルギー実験検出器の微細化と多チャンネル化ー＞検出器・計測回路の集積回路化 • 放射線計測学の継承の危機 • 電子機器の小型軽量化と部品体系の変化従来のモジュールの製造が困難ー＞生産中止再設計は経済的理由と技術者不在のため不可能ー＞メーカーの撤退ー＞計測回路の購入が不可能（特注も不可）ー＞自前で制作（実際上困難） • 集積回路万能の錯覚 • 研究開発資金の偏在ディジタル信号処理技術に人材と資金が集中ー＞アナログ信号処理技術の衰退ー＞放射線計測技術の衰退現在の問題点 • 放射線計測に関する基礎研究の不在検出器・計測回路に関する基礎研究が行われていない。 • 放射線計測学の継承が行われていない正しく教育を行える人材が殆どいない。特に回路設計 • 研究費と人材の不足 • 部品の入手が困難表面実装部品以外は生産が縮小又は廃止ー＞特注を出来ない部品が多い最低購入数量が数千個単位になりコストが増大 • 部品に関する知識の欠如 • 応用研究と開発研究の混同 • 環境問題との調和放射線計測のエレクトロニクス業界での立場 • 必要な技術レベルは最先端信号は連続波でなく単発でランダムな信号ー＞少数派統計的な信号処理手法ー＞現在でも最先端の技術的手法 • 生産量は少量独自部品の使用は困難ー＞他力本願 • 高額な医療用機器を除いて産業界は無視生産規模が小さく専任の技術者の確保が経済的な理由で困難６０年、７０年代の技術遺産の継承のみで技術再生産の放棄放射線計測回路の設計技術者の不足（壊滅的な状況）将来への課題 • • • • • • 人材育成研究資金の確保放射線計測回路の教育・研究職の確保部品の確保実験グループとの連携基礎研究の復活解決策は在るのか • 人材育成ー＞最後のチャンス、教科書充実 • 部品・素材ー＞継続的な共同購入 • 実験技術（特に電子回路・検出器）の基礎研究に対し継続的な研究資金の投入 • 実験技術の教育・研究職を確保し継続的に技術継承を行う • 実験グループの中に実験技術の研究開発の出来る人材を確保（育成）するまとめ • 放射線計測システム・回路の設計を行える人材の育成 • 部品・素材の確保 • 開発・研究資金の確保 • 教育・研究職の確保