京都大学ELCAS(エルキャス)

平成27年度以前のレポート

物理

物理の2013年12月7日の内容はこちら

実習指導

高田 淳史(宇宙線研究室 助教)

チューター

小田  真(修士課程 1回生)

ボランティア

なし

実施場所

理学研究科5号館北棟 262号室 

実習内容

高エネルギー天文学において重要なガンマ線の測定実験を行う。

検出器にGSOシンチレータと光電子増倍管を用い、MCAで線源のガンマ線のスペクトルを測定する。

また、線源と検出器の間に厚さ1mmの鉛を何枚か置き、その枚数で遮蔽の効果がどう変わるのかを定量的に観測する。

データ解析にはgnuplotというツールを使い、プロットやフィッティングなどの重要な操作を学んでもらう。

高田先生から検出器の説明を受ける生徒達
高田先生から検出器の説明を受ける生徒達

ガンマ線のスペクトルを確認する
ガンマ線のスペクトルを確認する



受講生の感想

  • 今回はγ線を観測し、解析しました。γ線というものを間接的にではありますが、自分の目で見ることができ非常に貴重な経験になったと思います。シンチレータや光電子増倍管などは名前や働きについては知っていましたが、その具体的な仕組みについてはほとんどなにもしらなかったので勉強になりました。巷で噂のセシウム137を使って実験できたことも驚きであり、また非常に楽しいものでした。グループで実験をするというのはやはり良いものです。今回担当だった先生は非常に親身になって分かりやすく教えてくださったので、より理解を深めることができました。ありがとうございました。
  • 今日はγ線の測定をしました。実験手順から一つ一つ丁寧に教えていただきとても分かりやすく面白かったです。実験の測定中は質問をしたり実験室にある他の実験装置の説明をしてもらったり、充実した時間を過ごせました。中には普通には見ることもできなさそうな高価なものもあり大学のすごさを実感しました。コンピュータープログラムでグラフをつくる作業は今までやったことがないほどハイレベルに思えたのですが、教えていただいたことで理解が深まったと思います。テーマ自体がだんだん重くなってきていますが、その分実習の内容も濃く興味深いことばかりでした。
  • 中学時代に簡単にはγ線の遮蔽の実験をした経験はあったが本日はその結果を用いて解析までできて、精密で視覚的な体験ができた。解析をするには数値が必要であり式が必要である。また、グラフを描く作業が伴う。パソコンを通してそれらの数値の規則性を見出し、それを更に遮蔽する鉛の枚数ごとで分析する。プログラミングしていく中で「ガウス関数」という万能なものがあると知り、感動した。結果的に指数関数をまだ習得していないので理解に苦しむ部分もあったが、とても充実した2時間だった。ありがとうございました。
  • 今日は自分達でガンマ線を測定し解析していくとき、ガンマ線を遮るためにPbの枚数を増やしていくと、グラフのピークが指数的に変化していき、指数関数で表わすことができたというのが驚きでした。指数的に変化するということは枚数を増やしても透過の比率は変わらないという理解でよいのか、そのあたりが私にとって非常に難しいところでした。またシンチレーターというものの仕組みが自分の知っているものと似通っているところがあり、理解できたのでよかったと思います。それをもっと人に分かりやすく説明できるようにしたいと思いました。
  • γ線を測定し、(測定する機械の前に鉛の板を1枚ずつ増やし、置いていって)そのγ線の量の変化を測定・解析した。最終的には鉛の板を1枚増やすごとに、γ線の量が一定の割合で減少する(即ち、指数関数的に単調減少していく)ことが分かった。この事実を知り、なんとなく数学で習った「常用対数」の話題を思い出した。gnuplotというフリーソフトを、グラフ(横軸:鉛板の枚数、縦軸:γ線量)の描画に用いた。とても扱いやすいソフトだなーと感じ、また何かしらの実験をした時には利用したいと思う。

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