Development of analytical methods for upgrading non-destructive elemental analysis using muon beams

• Project/Area Number: 25K21502
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 稲垣 誠 京都大学, 複合原子力科学研究所, 特定助教 (00898455)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2027: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2026: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: ミュオン / ミュオン原子 / 非破壊元素分析 / ミュオン特性X線 / ミュオン誘起ガンマ線

Outline of Research at the Start

素粒子の一種であるミュオンのビームを用いて、非破壊で物体内部の元素分析を行うことが可能である（ミュオン元素分析法）。本研究は、現在用いられているミュオン元素分析の手法の更なる発展を目指すものである。現行のミュオン元素分析法では、物質に負電荷のミュオンを照射し、ミュオン原子の形成に伴って放出される特性X線を主に用いている。この手法はあらゆる元素に平均的に感度がある一方、微量な元素の定量はあまり得意としていない。本研究では、特性X線に加え、ミュオンの原子核吸収に伴う即発ガンマ線や生成核種の崩壊によるガンマ線を用い、ミュオン元素分析法の検出感度を向上する技術等の開発を行う。