超伝導転移端センサ / Superconducting Transition Edge Sensor

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 プルトニウム同位体非破壊分析を可能とする高精度X線スペクトル計測用超伝導転移端センサ(TES)型マイクロカロリーメータの 研究開発に取り組んでいます。TESとは、超伝導体が超伝導-常伝導相転移領域で電気抵抗の値がわずかな温度上昇で急激に増加する 性質を利用した温度計です。TES型マイクロカロリーメータは、X線光子のエネルギーを吸収したときのわずかな温度上昇を精度良く 計測する放射線検出器です。図(a)は、超ウラン元素から放射されるLX線検出用に開発したTES型マイクロカロリーメータの写真です。 図(b)はTES型マイクロカロリーメータスペクトル測定システムの写真です。

 We have been conducting research and development of the superconducting edge sensor (TES) type microcalorimeters for high precision X-ray spectroscopy, which allow non-destructive analysis of Plutonium isotopes. The TES is a high-sensitive thermo-sensor with using a sharp transition edge between superconducting and normal conducting states of a superconductor. The TES microcalorimeter is a radiation detector that precisely measures a small temperature rise caused by the absorption of the energy of the incident X-ray photon. Figs. (a) and (b) show photographs of the fabricated TES microcalorimeter chips for detection of LX-rays emitted by TRU-elements and a spectroscopic measurement system of the TES microcalorimeter, respectively.

(a) TES miclocarorimeter chip
 
(b) Spectroscopic measurement system of the TES miclocarorimeter