| Project/Area Number |
15H02340
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Nuclear engineering
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
笹 公和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末木 啓介 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90187609)
坂口 綾 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00526254)
松崎 浩之 東京大学, 総合研究博物館, 教授 (60313194)
國分 陽子 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究副主幹 (10354870)
松四 雄騎 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90596438)
松村 宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (30328661)
松中 哲也 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 助教 (60731966)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥43,550,000 (Direct Cost: ¥33,500,000、Indirect Cost: ¥10,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
Fiscal Year 2016: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
Fiscal Year 2015: ¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
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| Keywords | 加速器質量分析法 / 長寿命放射性核種 / 環境動態 / 放射線物理 / 量子ビーム / 環境トレーサー / 環境分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筑波大学の6MV加速器質量分析装置において開発した5枚電極型のガスΔE-E検出器を使用して、Be-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41, I-129のAMS試験測定に成功した。PHITSを用いた測定条件のシミュレーションにより、Cl-36, Ca-41, I-129等の難測定核種のAMS測定性能が向上し、実用的な宇宙地球環境試料の測定が実施可能となった。
Cl-36については、6.0 MVでCl7+を48.0 MeVまで加速して、AMS測定を実施した。S-36の妨害を除去するために、試料装填ホルダーについてAgBr粉末を詰めたものを開発した。また、荷電粒子の入射窓と検出器内のガス条件を最適化した。Cl-36スペクトル解析手法の開発とあわせて、測定バックグラウンドとして同位体比8×10E-15、測定精度2%を得ている。Cl-36については、国際共同研究により、中国天抗の表面照射年代測定を実施した。Ca-41のAMS測定では、CaF2試料からCaF3-ビームを引き出すことによって最大500 nAの電流値を得た。また、6.0 MVでCa5+を32.5 MeVまで加速して、Ca-41とK-41のスペクトル分離が最大となる条件を決定した。Ca-41測定性能については、測定バックグラウンドとして同位体比3×10E-15、測定精度3%を得た。Ca-41のAMS測定では、国内初となる実用的な核種の直接測定を実現して、隕石の宇宙線照射年代測定に応用した。I-129測定では、測定バックグラウンドとして10E-14台を達成しており、測定精度は1.5%となっている。福島原発事故起源のI-129測定の他に、日本海サンゴ中のI-129測定による環境動態研究を実施した。また、長寿命放射性核種のAMS測定について、筑波大学、東京大学、JAEAの研究連携体制を進展させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
筑波大学の6MV加速器質量分析装置が2016年3月より実験を開始したが、約1年の研究期間においてBe-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41, I-129等のAMS試験測定に成功した。特にCl-36測定は国内最高の検出感度を得ており、Ca-41については国内で初めて実用的な測定性能を得ることが出来た。現在、これらの研究成果を実際の宇宙地球環境試料に適用して、多くの実験結果を得ることが出来ている。多種の長寿命放射性核種のAMS測定による超高感度検出法の開発成功に関連して、学会誌への解説記事2件や招待講演2件をおこなった。現在、AMS測定による多くの応用研究成果について、学術論文への投稿準備をおこなっている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、多種の長寿命放射性核種のAMS測定による検出性能の向上を図りつつ、宇宙地球環境科学における応用研究の展開を推進する。特に平成29年度は、ハロゲン系長寿命放射性核種について、地下水や海洋及び大気循環のトレーサーとしての活用を探る予定である。また、陸域環境では、ハロゲン系長寿命放射性核種を用いた地形学的・水文学的な地球表層プロセス研究を推進する。また、国内で測定実績のない難測定核種について、超高感度検出手法の開発を試みる。多種の長寿命放射性核種のAMS測定を実施可能な全ての研究機関が本研究課題に参画しており、国内の研究力強化のためにも研究連携体制を進展させる。
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