Development of a microcalorimeter with transition edge sensor for detection of LX rays emitted by transuranium elements

超ウラン元素より放出されるLX線分光分析用超伝導相転移端温度計型マイクロカロリーメータの開発

中村 圭佑  ; 前田 亮*; 安宗 貴志*; 前畑 京介*; 石橋 健二*; 田中 啓一*; 梅野 高裕*; 高崎 浩司  ; 百瀬 琢麿  

Nakamura, Keisuke; Maeda, Makoto*; Yasumune, Takashi*; Maehata, Keisuke*; Ishibashi, Kenji*; Tanaka, Keiichi*; Umeno, Takahiro*; Takasaki, Koji; Momose, Takumaro

エネルギー分散型のX線検出器として超伝導相転移端温度計(TES)型マイクロカロリーメータの研究が行われている。TES型マイクロカロリーメータは熱検出器であり、入射光子のエネルギーを温度上昇として測定する。本研究では、超ウラン元素から放出されるLX線を計測するため、吸収体に厚さ5mのAuを用いたTES型マイクロカロリーメータを開発した。さらに、冷却システムには液体ヘリウムを用いないギフォード・マクマホン冷凍機を搭載した希釈冷凍機を用いた。このシステムの性能評価のためAmより放出されるLX線の検出を行った。その結果、エネルギー分解能が約80eVとなり、TES型マイクロカロリーメータによるLX線検出が有効であることがわかった。

A Transition Edge Sensor (TES) microcalorimeter has been developed for use as an energy dispersive X-ray spectrometer. A TES microcalorimeter is a thermal detector used to measure the energy of an incident photon with increase in temperature. In this work, a TES microcalorimeter with a 5m Au absorber was developed for use in measuring LX rays emitted from transuranium elements. Furthermore, as a cooling system a dilution refrigerator utilizing a Gifford-McMahon refrigerator was used, which needs no liquid helium. The performance of the TES microcalorimeter was evaluated by measuring the LX rays emitted by an Am source. This system proved effective in the measurement of the LX rays because the full width at half maximum of the LX ray was about 80 eV.