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 授業科目
 Course Title
放射線計測特論
Radiation detection and measurement
 担当者
 Instructor
教授   田村 忠久  後学期 水曜日2時限
 単 位
 Credit
2

関連するディプロマポリシー Related Diploma Policy
時代の課題と社会の要請に応えた専門的知識と技能/Expert knowledge and skills to address the issues of the age and the demands of society
 
到達目標 Target to be Reached
 本講義の到達目標は、受講生が、工学研究科のカリキュラムポリシーに従って編成され本講義を通して、技術革新に柔軟に適応しうる実践的な技術者となるために、放射線の計測技術について以下の項目を身に付けることである。受講生は、輪講形式では自ら実用例を調べて発表することを通じて、様々な放射線計測の応用例を理解する。
1.放射線と物質の相互作用について理解する。
2.放射線を検出する原理を理解する。
3.放射線の検出に利用されるセンサの原理を理解する。
4.放射線の検出に必要な回路の原理を理解する。
5.放射線計測がどのように応用されているかを知る。
 
授業内容 Course Content
 放射線計測について、その原理から応用までを扱う。放射線医療機器としてはレントゲン(X線)装置などが馴染み深いが、近年では電子陽電子対消滅によって発生するガンマ線を検出することで、病巣などを三次元的に撮像するPET(ポジトロンエミッショントモグラフィ)などの技術が発達し、人々の健康維持管理に役立っている。また、放射性同位元素からのガンマ線を画像として撮像する技術(コンプトンカメラ)も実用化されようとしている。このような放射線計測の原理やそこで使われている計測技術を学ぶとともに、そのセンサーや回路を実際に扱うことを簡単に体験することで理解を深める。その後、主に天文観測関連の検出器を学び、輪講形式で実際の検出器について幾つかの論文を読んでその内容について調べたことを発表することで、理解を深めるようにする。
 
授業計画 Course Planning
 授業運営にも記載したように、講義形式の回は、授業前にdotCampus等によって配布する資料に目を通し、空欄になっている部分でわかるところは事前に記入しておくことで2時間以上の予習を行うこと。宿題については、配布資料を復習することによって各自でできるところまでを2時間程度で解いてみること。論文を読む回は、予習として事前に論文を検索して2時間程度をかけておおまかな内容を把握し、復習でも2時間程度をかけてじっくりと深く読み直してみること。発表の回では、予習として事前に2時間程度をかけて論文およびそれ以外の資料も調べてスライドを作成すること。その他、中間レポートでは4時間以上、最終レポートでも4時間以上のレポート作成時間が必要となる。授業計画を以下に示す。
1.全体の概略(シラバスの確認、放射線に関する概要)
2.ガンマ線の素過程(光電吸収、コンプトン散乱、電子陽電子対生成)
3.荷電粒子の検出(有機シンチレータ、無機結晶シンチレータ、半導体検出器)
4.微弱光の高速検出(光電効果、光電子増倍管、フォトダイオード)
5.信号処理回路系(増幅回路、信号ホールド回路、AD変換、トリガーシステム)
6.天体放射線検出原理(コンプトンカメラ、dE/dx、カロリメータ、チェレンコフ、マグネット)
7.電子観測装置:CALET, DAMPE
8.電子観測装置の発表
9.ガンマ線観測装置:EGRET, Fermi-LAT, CTA
10.ガンマ線観測装置の発表
11.反物質観測装置:AMS, PAMELA,GAPS
12.反物質観測装置の発表
13.重粒子観測装置:ATIC, CREAM
14.重粒子観測装置の発表

 
授業運営 Course Management
 概ね授業計画にしたがって行う。授業計画1.~6.は主に講義形式で行う。授業前にdotCampus等によって配布する資料に目を通し、空欄になっている部分でわかるところは予習として事前に記入しておく。空欄部分にあてはまる語句等は授業中に確認し、授業後に復習しておくこと。授業では講義の内容を確認するための簡単な演習を行う。授業計画7.~14.では、1週目に各観測装置についての解説を行う。その装置に関連する論文を事前に検索してもらい、アブストラクトの和訳を授業で提出してもらう。その次の週はその論文の内容を発表してもらう。発表はスライドを使って、基本的に毎回全員に行ってもらう。中間レポートとして、授業計画1.~6.の内容をまとめたものを提出してもらう。最終レポートとして、観測装置を一つ選んでそのまとめを提出してもらう。本講義の修得には、予習、復習、論文読解、スライド作成、レポート作成などの授業外学習を1回の授業に対して予習と復習で4時間程度を必要とします。

 
評価方法 Evaluation Method
 授業中に行う演習の提出、宿題の提出、発表スライドの提出、中間レポートおよび最終レポートによって評価する。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
 授業日の午後に研究室(6-302)で対応する。
 
使用書 Textbook (s)
講義内容に関する資料は授業中に配布する。
参考書 Book (s) for Reference
 木村逸郎、阪井英次 訳『放射線計測ハンドブック』[日刊工業新聞社]
G.F.Knoll,Radiation Detection and Measurement,John Wiley & Sons, Inc.
ここに挙げた和書は洋書の翻訳版である。
 
 
 
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