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「すざく」搭載 X 線 CCD カメラ XIS の 放射線バックグラウンドの解析 ーバックグラウンド

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「すざく」搭載 X 線 CCD カメラ XIS の 放射線バックグラウンドの解析 ーバックグラウンド - PowerPoint PPT Presentation


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「すざく」搭載 X 線 CCD カメラ XIS の 放射線バックグラウンドの解析 ーバックグラウンドの起源の解明を目指して−. 加藤菜々子 、穴田貴康、尾崎正伸、 村上弘志、堂谷忠靖 (宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部). 1. 本研究の動機 2. 解析方法 3. データの処理方法 4. 結果 5. 考察 6. まとめ. 本研究の動機. 衛星軌道上で観測されるバックグラウンド  ・ 宇宙 X 線背景放射 (Cosmic X-ray Background: CXB)

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Presentation Transcript
x ccd xis

「すざく」搭載X線CCDカメラXISの放射線バックグラウンドの解析ーバックグラウンドの起源の解明を目指して−「すざく」搭載X線CCDカメラXISの放射線バックグラウンドの解析ーバックグラウンドの起源の解明を目指して−

加藤菜々子、穴田貴康、尾崎正伸、

村上弘志、堂谷忠靖

(宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究本部)

1. 本研究の動機

2. 解析方法

3. データの処理方法

4. 結果

5. 考察

6. まとめ

slide2
本研究の動機

衛星軌道上で観測されるバックグラウンド

 ・ 宇宙X線背景放射(Cosmic X-ray Background: CXB)

 ・ 検出器固有のバックグラウンド  (Non X-ray Background: NXB)

X線CCD検出器XISのバックグラウンド:

地球磁場によって低く抑えられている

「すざく」は低軌道

この特長を活かすため、検出器バックグラウンドの起源を解明し、

さらに低減することが重要

XISのバックグラウンドデータを解析し、

検出器中でのバックグラウンド放射線の振る舞いを考察する

x ccd

イベント抽出後

X線CCD検出器バックグラウンドの特徴

フレームイメージ

X線と判定されてしまうイベントが

含まれている可能性がある

slide4
解析方法 1

距離

イベントの空間分布

1フレームでのイベント間の距離の頻度分布

陽子が生じるトラックのふちには、

X線と判定されてしまうイベントが

含まれている可能性がある

陽子が生成する密集したトラックに付随して

X線と認識されるイベントが生じているか否か

slide5

X線と見なされるイベント

=「X線グレード」

Grade0

Grade2

Grade3

Grade4

Grade6

X線以外によるイベント

=「非X線グレード」

Grade1

Grade7

Grade5

解析方法 2

電子雲の広がり

Grade0のイベント数に対する、他のGradeのイベント数の比(Grade分岐比)

Grade判定法:電子雲の広がりによってイベントを分類

・ 電子雲の広がりが小さいイベント

・ 電子雲の広がりが大きいイベント

バックグラウンドとなっている放射線と

そのエネルギー依存性を評価する

X線のみのデータから作成した

グレード分岐比と比較

slide6

ACTY

ACTX

データの処理方法

XISの視野が夜側の地球を向いている時間帯(夜地球)のデータ

検出器バックグラウンドのデータとして利用可能

データ抽出条件

・ 2005年9月から2005年10月

・ 夜地球

・ 全Grade (0-7)

・ ノーマルモード    

・ 地磁気異常帯(South Atlantic Anomaly: SAA)の除去

・ 較正源, hot pixel, flickering pixel, bad column等の除去

・ 光漏れの更新異常フレームの除去

・上記で除去できなかった異常イベントを含むフレームの除去

XIS0,2,3 (FI)

XIS1 (BI)

slide7

Sensor: XIS0, Energy range: 7.0-10keV

←多い

非X線グレード

X線グレード

密集

一様に分布

少ない→

←近い

遠い→

結果 1. イベントの空間分布

←多い

フレームイメージ

・ 非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい

・ X線グレード(Grade0234,6)と、非X線グレード(Grade7)の

 位置の相関はない

頻度/距離

距離

少ない→

距離

←近い

遠い→

slide8

Energy range: 2.5-6.0keV

Energy range: 7.0-10keV

非X線グレード

非X線グレード

X線グレード

X線グレード

結果 1. イベントの空間分布

異なるエネルギー範囲で比較

どちらのエネルギー範囲においても、

・非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい

・X線グレード(Grade0234,6)と、非X線グレード(Grade7)の位置の相関はない

slide9

2.5-6.0keV

7.0-10keV

FI(XIS0)

2.5-6.0keV

7.0-10keV

BI(XIS1)

結果 1. イベントの空間分布

・非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい

・X線グレード(Grade0234,6)と、非X線グレード(Grade7)の位置の相関はない

slide10
考察

・非X線グレード(Grade5,7) 同士は、密集しやすい

・X線グレード(Grade0234,6)と、非X線グレード(Grade7)の位置の相関はない

X線グレードは、陽子の生成するトラックに

付随して生じていない

シミュレーションによると

CCD検出器のハウジングで生じるX線や電子がX線グレードとなり、

バックグラウンドに寄与していると予想されている 

(穴田 日本天文学会2006年春季年会W65a)

ハウジングで生じる二次粒子によるX線グレードのイベントであれば

空間分布に相関は見られないはず

今回解析したXISの実データは、シミュレーションの結果を支持する

slide11
結果 2. 電子雲の広がり

Sensor: XIS0, Energy range: 2.5-6.0keV

X線のみのデータから成るグレード分岐比と若干異なる

Sgr A Eastのデータ

フレーム数で規格化し、

非X線バックグラウンドを

差し引いてある

X線のみのデータとして扱える

X線グレード

X線の光電吸収以外のプロセスが

バックグラウンドに寄与していると考えられる

slide12

0.6-1.3keV

2.5-6.0keV

7.0-10keV

結果 2. 電子雲の広がり

FI (XIS0)

どのエネルギー範囲でも同じように

X線のみのデータから成るグレード分岐比と若干異なる

X線の光電吸収以外のプロセスも

バックグラウンドに寄与している

slide13

2.5-6.0keV

7.0-10keV

0.6-1.3keV

結果 2. 電子雲の広がり

BI (XIS1)

0.6-1.3keVで、X線データとほぼ等しい

非常に小さな電子雲しか生じないプロセスが

バックグラウンドとなっている可能性が高い

高エネルギー程、Grade5,6,7が大きくなっている

X線の光電吸収以外のプロセスの寄与が大きくなる

slide14
まとめ

「すざく」搭載X線CCD検出器XISの夜地球のデータを解析した

1. イベントの空間分布

X線グレード(Grade0,2,3,4,6)は、陽子が生成する密集した

トラックに付随して生じていない

2. 電子雲の広がり

FI: X線の光電吸収以外のプロセスもバックグラウンドに

寄与している

BI:低エネルギーでは、非常に小さな電子雲しか生じない

プロセスがバックグラウンドなっている可能性が高い

高エネルギーほど、 X線の光電吸収以外のプロセスの

寄与が大きくなる