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Search for ultra-trace r nuclei in deep-sea archives by using mass spectrometry

Research Project

Project/Area Number 17K05722
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Geochemistry/Cosmochemistry
Research InstitutionResearch Institute of Shimizu Construction Co.

Principal Investigator

Kinoshita Norikazu  清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (40455324)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords超新星爆発 / 中性子星合体 / 元素合成 / 鉄-60 / プルトニウム-244 / 加速器質量分析 / ネットワーク計算 / 60Fe / 244Pu / 星間塵 / r過程 / r核 / マンガンクラスト / 短寿命放射性核種 / 宇宙物理 / 海底堆積物 / ICP-MS
Outline of Final Research Achievements

Iron-60(half-life:2.62Myr) and plutonium-244(half-life:80Myr) were detected in the manganese crust sample collected from the Pacific Ocean. The signal of the iron-60 showed that the solar system has been exposed by the effect of supernovae in the past 10 Myr, which occured at least twice within 200-300 light years from the solar system. Besides, iron-60 can be produced by a supernova but actinoids cannot be produced according to the simulation of the nucleosynthesis in a supernova. The origin of iron-60 and putonium-244 detected in the manganese crust are different one another. The plutonium-244 detected in the manganese crust was produced in a neutron star merger and inflowed into the solar system.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

最近では中性子星合体の研究が理論天文学の研究者を中心に進められている。重力波の成果が中性子星合体に関する唯一の観測データであり、時間スケールや放出エネルギーの規模など多くが謎に包まれている。本研究のプルトニウム-244の成果は、中性子星合体における生成核や宇宙空間における拡散に関する観測データになるため、関連分野への波及効果が大きい。また、化学的手法による目的核種の分析結果と物理的手法による生成核種量のシミュレーション結果を用いた天文学の研究である。宇宙・地球化学、原子核物理、天文学が交わる新たな研究分野の創設に貢献した。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (8 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Australian National University/ANSTO(オーストラリア)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Hebrew University Jerusalem(イスラエル)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] オーストラリア国立大学/オーストラリア原子力研究所(オーストラリア)

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ヘブライ大学(イスラエル)

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ウイーン大学(オーストリア)

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] オーストラリア国立大学/オーストラリア原子力研究所(オーストラリア)

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ヘブライ大学(イスラエル)

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ベルギー工科大学(ベルギー)

    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] BOUNDARY DEPTH BETWEEN LLRW AND CLW AFFECTED BY FLUCTUATION OF ELEMENTAL COMPOSITION2019

    • Author(s)
      Norikazu Kinoshita, Takuma Noto, Kazuaki Kosako, Motoyuki Asada, Kohei Urabe, Akane Tada, Kazuyuki Torii
    • Organizer
      Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT25)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ia型超新星爆発の中でのp核生成量2019

    • Author(s)
      木下哲一
    • Organizer
      日本放射化学会第63回討論会(2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 海底試料からの超新星爆発起源のr核の探索2019

    • Author(s)
      木下哲一
    • Organizer
      核データと重元素合成を中心とする宇宙核物理研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 核データから太陽系の進化と元素の誕生へ2019

    • Author(s)
      木下 哲一
    • Organizer
      核データと重元素合成を中心とする宇宙核物理研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 太陽系近傍の超新星爆発活動とr過程2018

    • Author(s)
      木下 哲一、A.Wallner、M.B. Froehlich、M. Hotchkis、M. Paul、S. Pavetich、S.G. Tims、L.K. Fifield、D. Schumann、本多 真紀、松崎 浩之、山形 武靖
    • Organizer
      AMSシンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Hauser-Feshbach統計モデルを用いたIa型超新星爆発の中でのp核生成理論計算2018

    • Author(s)
      木下 哲一
    • Organizer
      2018年度放射化学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] マンガンクラスト中のr核60Feと244Pu2017

    • Author(s)
      木下哲一、A. Wallner、M.B. Froehlich、M. Hotchkis、J. Feige、M. Paul、S. Pavetich、S.G. Tims、L.K. Fifield、D. Schumann、本多真紀、松崎浩之、山形武靖
    • Organizer
      2017年度日本地球化学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マンガンクラスト中の太陽系外起源の60Feと244Pu2017

    • Author(s)
      木下哲一、A. Wallner、M.B. Froehlich、M. Hotchkis、J. Feige、M. Paul、S. Pavetich、S.G. Tims、L.K. Fifield、D. Schumann、本多真紀、松崎浩之、山形武靖
    • Organizer
      2017日本放射化学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Search for Pu-244 in manganese crusts2017

    • Author(s)
      N. Kinoshita, A. Wallner, M.B. Froehlich, J. Feige, M. Hotchkis, M. Paul, L.K. Fifield, R. Golser, M. Honda, H. Matsuzaki, S. Pavetich, D. Schumann, S.G. Tims, P. Steier, T. Yamagata, S.R. Winkler
    • Organizer
      Actinides2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超微量分析より見えた超新星爆発からの飛来物2017

    • Author(s)
      木下哲一
    • Organizer
      第11回学生研究発表会~原子力・放射線分野~
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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